大单元八 化学工艺流程
第26讲 化学工艺流程(选择题)
1. (2023·常熟中学一调)以含钴废渣(主要成分为CoO和Co2O3，含少量Al2O3和ZnO)为原料制备CoCO3的工艺流程如图所示。下列说法正确的是(C)
A. 酸浸时可采用高温提高酸浸速率
B. 除铝时加入Na2CO3溶液过滤后所得滤渣是Al2(CO3)3
C. 萃取时萃取剂总量一定，分多次加入萃取比一次加入萃取效果更好
D. 沉钴时将含Co2＋的溶液缓慢滴加到Na2CO3溶液中，可提高CoCO3的产率
【解析】 温度过高，H2O2分解，不利于提高酸浸速率，A错误；除铝时加入Na2CO3溶液过滤后所得滤渣是Al(OH)3，B错误；萃取过程中，多次萃取能使萃取效率提高，C正确；将含Co2＋的溶液缓慢滴加到Na2CO3溶液中，可能生成Co(OH)2沉淀，降低CoCO3的产率，D错误。
2. (2023·泰州、宿迁、宜兴中学)某研究小组利用BaS的还原性提纯HBr并制取MgBr2的方案如图所示。下列说法错误的是(B)
A. “沉淀”步骤中不可使用Na2SO4溶液代替硫酸
B. 滤渣中只有BaSO4
C. “转化”步骤中发生反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
D. 将MgBr2·6H2O晶体在溴化氢气氛中加热得到MgBr2固体
【解析】 “沉淀”步骤中若使用Na2SO4溶液代替硫酸，则得到的滤液中主要成分为NaBr，NaBr与Mg(OH)2不反应，A正确；滤渣的主要成分是BaSO4和S，B错误；“转化”步骤的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，C正确； MgBr2水解生成的HBr挥发，加热促进水解，将MgBr2·6H2O直接加热得不到MgBr2固体，需要在HBr的气流中加热脱水才能得到MgBr2固体，D正确。
3. (2024·如皋中学二检)黄铜灰渣(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量FeO、Fe2O3)生产硝酸铜溶液的流程如图所示。下列说法错误的是(C)
A. “浸取”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率，但不宜过量太多
B. 若反应中所加Zn过量，所得Cu(NO3)2溶液中含Zn(NO3)2
C. 滤液Ⅱ含Zn2＋、Fe2＋、Fe3＋、SO4(2－)等离子
D. 反应Ⅱ会产生NO污染环境，可将滤渣灼烧后再加稀硝酸
【解析】 反应Ⅰ处加入Zn粉，若前面加入的H2SO4过量，则会消耗更多的Zn，A正确；若Zn过量，滤渣中有Cu和Zn，加入稀硝酸，Cu和Zn均可以被溶解，生成Cu(NO3)2和Zn(NO3)2，B正确；Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，Zn与Cu2＋反应前，必然将Fe3＋还原为Fe2＋，所以滤液Ⅱ中不存在Fe3＋，C错误；稀硝酸与金属产生NO，滤渣为Cu，先灼烧生成CuO，再溶于稀硝酸，不会产生NO，D正确。
4. (2023·东台中学)工业上以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰，其工业流程如图。下列说法错误的是(D)
A. “浸锰”过程中Fe2O3与SO2反应的离子方程式为Fe2O3＋SO2＋2H＋===2Fe2＋＋SO4(2－)＋H2O
B. “过滤Ⅰ”所得滤液中主要存在的金属阳离子为Mn2＋和Fe2＋
C. “滤渣Ⅱ”的主要成分含有Fe(OH)3
D. 向“过滤Ⅱ”所得的滤液中加入NH4HCO3溶液发生反应的主要离子方程式为Mn2＋＋ CO3(2－)===MnCO3↓
【解析】 “浸锰”过程通入过量SO2，将Mn(Ⅳ)和Fe(Ⅲ)还原成Mn2＋和Fe2＋，Fe2O3与SO2反应离子方程式为Fe2O3＋SO2＋2H＋===2Fe2＋＋SO4(2－)＋H2O，A、B正确；调节pH＝3.7，MnO2将Fe2＋氧化为Fe(OH)3，C正确；滤液为MnSO4溶液，加入NH4HCO3溶液反应的离子方程式为Mn2＋＋2HCO3(－)===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O，D错误。
5. (2023·高邮调研)工业上采取合理的方法可以将SO2转化为硫酸钾等有用的物质，其一种转化路线如图所示。下列说法正确的是(C)
A. 通入空气的主要目的是搅拌
B. 过程中发生的都是非氧化还原反应
C. “反应Ⅱ”的化学方程式为2SO4＋2KCl===K2SO4↓＋2NH4Cl
D. 滤液B中含有的主要离子是NH4(＋)、K＋、SO4(2－)
【解析】 通入空气的主要目的是将SO2氧化为SO4(2－)，A错误；CaCO3、SO2和空气高温焙烧生成CaSO4和CO2，该过程是氧化还原反应，B错误；反应Ⅱ中2SO4和KCl反应生成K2SO4沉淀和NH4Cl，C正确；滤液B主要含有NH4(＋)、Cl－，D错误。
6. (2023·海安中学)高氯酸铵(NH4ClO4)受热或撞击可分解成N2、Cl2、O2和H2O，可用作火箭推进剂。一种以工业NaClO3(含少量的Na2Cr2O7和Na2CrO4)溶液制取高氯酸铵的流程如下，电解时使用惰性电极，电解后溶液中有NaClO4生成。
关于制取高氯酸铵的反应，下列说法正确的是(C)
A. 沉铬时加入Ba2有利于CrO4(2－)转化为Cr2O7(2－)
B. 电解时阴极电极反应式为
ClO3(－)＋2e－＋2OH－===ClO4(－)＋H2O
C. 加入饱和NH4Cl溶液反应时可能有NH3生成
D. NaClO4、NH4Cl、NH4ClO4三种物质中，NH4ClO4溶解度最大
【解析】 Cr2O7(2－)＋H2O2CrO4(2－)＋2H＋，沉铬时加入Ba2有利于Cr2O7(2－)转化为CrO4(2－)，CrO4(2－)和Ba2＋结合生成BaCrO4沉淀，A错误；电解时ClO3(－)在阳极发生失电子的氧化反应生成ClO4(－)，B错误；电解生成氢氧化钠，加入饱和NH4Cl溶液会生成氨气，C正确；NaClO4、NH4Cl、NH4ClO4三种物质中，NH4ClO4溶解度最小，D错误。
7. (2023·海门期末)锑(Sb)可用作阻燃剂、电极材料、催化剂等物质的原材料。一种以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还有Fe2O3、Al2O3、MgO等)为原料提取锑的工艺如下：
下列说法不正确的是(D)
A. “水解”时可加入Na2CO3粉末以促进水解
B. “还原”的目的是防止Fe3＋在后续水解生成Fe(OH)3，影响产品纯度
C. “滤液”中含有的主要金属阳离子有：
Fe2＋、Al3＋、Mg2＋
D. “溶浸”时Sb2S3转化为SbCl3，离子方程式为Sb2S3＋Fe3＋＋6Cl－===2SbCl3＋Fe2＋＋3S