2024年高考化学一轮复习讲练测（全国通用）专题讲座（八） 无机化工流程题的解题策略（练）-（解析版

专题讲座（八）无机化工流程题的解题策略第一部分：高考真题感悟1．（2021·福建·高考真题）明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法，其主要流程(部分产物已省略)如下：下列说法错误的是A．FeSO4的分解产物X为FeO B．本流程涉及复分解反应C．HNO3的沸点比H2SO4的低 D．制备使用的铁锅易损坏【答案】A【解析】A．据图可知FeSO4分解时生成SO2和SO3，部分S元素被还原，则Fe元素应被氧化，X为Fe2O3，A错误；B．H2SO4与KNO3在蒸馏条件下生成HNO3和K2SO4，为复分解反应，B正确；C．H2SO4与KNO3混合后，蒸馏过程中生成HNO3，说明HNO3的沸点比H2SO4的低，C正确；D．硫酸、硝酸均可以和铁反应，所以制备使用的铁锅易损坏，D正确；综上所述答案为A。2．（2020·山东·高考真题）以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2，Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：已知浸出时产生的废渣中有SiO2，Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是A．浸出镁的反应为B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4ClD．分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同【答案】B【解析】菱镁矿煅烧后得到轻烧粉，MgCO3转化为MgO，加入氯化铵溶液浸取，浸出的废渣有SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3，同时产生氨气，则此时浸出液中主要含有Mg2+，加入氨水得到Mg(OH)2沉淀，煅烧得到高纯镁砂。A．高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在，MgO可以与铵根水解产生的氢离子反应，促进铵根的水解，所以得到氯化镁、氨气和水，化学方程式为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O，故A正确；B．一水合氨受热易分解，沉镁时在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解，挥发出氨气，降低利用率，故B错误；C．浸出过程产生的氨气可以回收制备氨水，沉镁时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可以利用到浸出过程中，故C正确；D．Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp，所以当pH达到一定值时Fe3+、Al3+产生沉淀，而Mg2+不沉淀，从而将其分离，故D正确；故答案为B。3．（2022·山东·高考真题）高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。开始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列说法错误的是A．固体X主要成分是和S；金属M为ZnB．浸取时，增大压强可促进金属离子浸出C．中和调pH的范围为3.2~4.2D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成【答案】D【解析】CuS精矿(含有杂质Zn、Fe元素)在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS反应产生为CuSO4、S、H2O，Fe2+被氧化为Fe3+，然后加入NH3调节溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3；滤液中含有Cu2+、Zn2+；然后向滤液中通入高压H2，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu，Cu2+被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Zn2+仍然以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn单质。A．经过上述分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；B．CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)，增大O2的浓度，可以反应消耗S2-，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金属离子的浸取，B正确；C．根据流程图可知：用NH3调节溶液pH时，要使Fe3+转化为沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2～4.2，C正确；D．在用H2还原Cu2+变为Cu单质时，H2失去电子被氧化为H+，与溶液中OH-结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，c(H+)增大，不利于H2失去电子还原Cu单质，因此不利于Cu的生成，D错误；故合理选项是D。4．（2022·湖南·高考真题）铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：下列说法错误的是A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率C．合成槽中产物主要有和D．滤液可回收进入吸收塔循环利用【答案】C【解析】烟气(含HF)通入吸收塔，加入过量的碳酸钠，发生反应，向合成槽中通入NaAlO2，发生反应，过滤得到和含有的滤液。A．陶瓷的成分中含有SiO2，SiO2能与烟气中的HF发生反应，因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料，故A正确；B．采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，提高吸收塔内烟气吸收效率，故B正确；C．由上述分析可知，合成槽内发生反应，产物是和，故C错误；D．由上述分析可知，滤液的主要成分为，可进入吸收塔循环利用，故D正确；答案选C。5.（2022·河北·高考真题）溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成工艺流程如下：下列说法错误的是A．还原工序逸出的用溶液吸收，吸收液直接返回还原工序B．除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离C．中和工序中的化学反应为D．参与反应的为1∶1∶1【答案】A【解析】由流程可知，氢溴酸中含有少量的溴，加入硫化钡将溴还原生成溴化钡和硫，再加入硫酸除杂，得到的滤渣为硫酸钡和硫；加入碳酸锂进行中和，得到的溴化锂溶液经浓缩等操作后得到产品溴化锂。A．还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液中含有溴化钠和次溴酸钠等物质，若直接返回还原工序，则产品中会有一定量的溴化钠，导致产品的纯度降低，A说法错误；B．除杂工序中产生的滤渣为硫酸钡和硫，硫属于非极性分子形成的分子晶体，而硫酸钡属于离子晶体，根据相似相溶原理可知，硫可溶于煤油，而硫酸钡不溶于煤油，因此可用煤油进行组分分离，B说法正确；C．中和工序中，碳酸锂和氢溴酸发生反应生成溴化锂、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为Li2CO3+2HBr=CO2↑+2LiBr+H2O，C说法正确；D．根据电子转化守恒可知，溴和硫化钡反应时物质的量之比为1:1；根据硫酸钡的化学组成及钡元素守恒可知，n(BaS):n(H2SO4)为1:1，因此，参与反应的n(Br2):n(BaS):n(H2SO4)为1:1:1，D说法正确；综上所述，本题选A。第二部分：最新模拟精练完卷时间：50分钟一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）1．（2022·湖南·湘阴县第一中学高三期中）以镁铝复合氧化物(MgO-Al2O3)为载体的负载型镍铜双金属催化剂(Ni-Cu/MgO-Al2O3)是一种新型高效加氢或脱氢催化剂，其制备流程如下：已知加热时尿素[CO(NH2)2]在水中发生水解反应，放出两种气体。下列说法错误的是A．“洗涤”过程中，可用氯化钡溶液检验滤饼是否洗净B．“晶化”过程中，需保持恒温60℃，可采用直接加热C．“焙烧”过程中，可使用蒸发皿或坩埚D．“还原”过程中，以M代表Ni或Cu，所发生的反应为MO＋H2M＋H2O【答案】BC【解析】Ａ．洗涤”过程中，洗涤液中含有阴离子硫酸根，可以用氯化钡溶液检验，操作方法为：取少量最后一次洗涤液，加入盐酸酸化的氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则滤饼未洗涤干净，反之，洗涤干净，A项正确；Ｂ．“晶化”过程中，恒温60℃可以用水浴加热来稳定温度，不可以直接加热，B项错误；Ｃ．“焙烧”过程中，温度较高，不能使用蒸发皿，应选用坩埚，C项错误；Ｄ．“还原”过程中，NiO+H2Ni+H2O；CuO+H2Cu+H2O，D项正确；答案选BC。2．（2022·天津河北·二模）硫酸钙是一种用途非常广泛的产品，可用于生产硫酸、漂白粉等一系列物质(见下图)。下列说法正确的是A．漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2B．可用饱和NaHCO3溶液或KMnO4溶液除去CO2中的SO2气体C．SO2氧化为SO3是可逆反应，提高O2浓度和使用适合的催化剂均可提高SO2的转化率D．用CO合成CH3OH进而合成HCHO的两步反应，原子利用率均为100%【答案】B【解析】CaSO4与焦炭、空气在高温下反应产生CaO、CO、SO2，SO2与O2在催化剂存在的条件下加热发生氧化还原反应产生SO3，SO3被水吸收得到H2SO4；CO与H2在催化剂存在条件下加热，发生反应产生CH3OH；CaO与H2O反应产生Ca(OH)2，Ca(OH)2与Cl2发生歧化反应制取漂白粉。A．漂白粉的成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，A错误；B．KMnO4溶液具有强氧化性，会在溶液中将SO2氧化为硫酸，硫酸能够与NaHCO3溶液反应产生CO2气体，而CO2不能溶解在饱和NaHCO3溶液中，因此可以达到除杂净化的目的，B正确；C．SO2氧化为SO3是可逆反应，提高O2浓度可提高SO2的转化率；但使用适合的催化剂只能加快反应速率，缩短达到平衡所需时间，而化学平衡不移动，因此不能提高SO2的转化率，C错误；D．工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：反应Ⅰ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)；反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，反应Ⅱ中不是所有原子进入期望产物，原子利用率不为100%，D错误；故合理选项是B。3．（2022·河南·模拟预测）一种利用绿矾(FeSO4·7H2O)和磷酸制备电池正极材料LiFePO4的工艺流程如图所示：下列说法错误的是A．“溶解”时，H3PO4的用量不宜过多B．反应1时，参与反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为2：1C．可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验FePO4是否洗涤干净D．LiFePO4电池放电时装置如图，则电极a为负极，电极b为正极【答案】B【解析】由题给流程可知，将绿矾溶于磷酸溶液得到磷酸酸化的硫酸亚铁溶液，向溶液中加入次氯酸钠溶液，将亚铁离子氧化为铁离子，向氧化后的溶液中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH，将铁离子转化为磷酸铁沉淀，过滤得到磷酸铁；向磷酸铁中加入草酸和氢氧化锂溶液得到磷酸亚铁锂沉淀，过滤、洗涤得到磷酸亚铁锂。A．溶解时若磷酸溶液的用量过多会导致反应1消耗较多的氢氧化钠溶液，造成浪费，所以溶解时磷酸溶液的的用量不宜过多，故A正确；B．由分析可知，反应1时，向溶液中加入次氯酸钠溶液的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，由得失电子数目守恒可知，参与反应的氧化剂次氯酸钠与还原剂亚铁离子物质的量之比为1：2，故B错误；C．由分析可知，磷酸铁沉淀的表面附有可溶性的氯化钠，所以可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验磷酸铁是否洗涤干净，故C正确；D．由锂离子的移动方向可知，放电时，电极a为负极，电极b为正极，故D正确；故选B。4．（2022·湖南娄底·模拟预测）某小组回收锌锰电池废料(主要含MnO2、MnOOH等)制备高锰酸钾，简易流程如图所示。下列说法错误的是A．“碱熔”可选择铁坩埚，不能用瓷坩埚或铝坩埚B．“碱熔”中副产物是Cl2C．“氧化”操作是利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4，可推知在碱性条件下Cl2氧化性大于KMnO4D．“系列操作”中，高温下干燥KMnO4【答案】BD【解析】锌锰电池废料主要含MnO2、MnOOH等，因二氧化硅与碱高温下反应，可选铁坩埚碱熔，Mn元素的化合价升高，氯酸钾中Cl元素的化合价降低，生成K2MnO4溶液，碱熔时氯酸钾可能分解生成氧气，氧化时氯气可氧化生成KMnO4，加热结晶分离出固体KMnO4。A．“碱熔”中有KOH，不能用瓷坩埚、铝坩埚，可以选择铁坩埚，A项正确；B．在KOH存在条件下不能生成氯气，B项错误；C．“氧化”中氯气是氧化剂，高锰酸钾是氧化产物，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，C项正确；D．高温下高锰酸钾会分解，D项错误；故选BD。5．（2022·江苏·南京市第十三中学模拟预测）用高分子吸附树脂提取卤水中的确(主要以形式存在)的工艺流程如下下列说法不正确的是A．流程中①和④