高三工艺流程题专题周练-10提纯类无机化学流程题

2022届高三大一轮复习工艺流程题专题周练_10提纯类无机化学流程题一、单选题（本大题共13小题，共39分）某氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按如图所示步骤进行操作。下列说法中不正确的是(

)A.常温下，起始滤液的pH>7

B.试剂Ⅰ为BaCl2溶液

C.步骤②中加入试剂Ⅱ的目的是除去Ba2+

D.制取纯净的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)的生产过程如图所示。将含CuCl2和少量FeCl2的酸性金属阳离子开始沉淀的pH完全沉淀的pHF1.93.2C4.76.7A.氧化剂X可以选用KMnO4

B.物质Y可以选用Cu2(OH)2CO3从含GaCl3和AlCl3的废液中提纯已知：TBP是磷酸三丁酯，密度小于水。下列说法错误的是(

)A.“酸溶”的目的是抑制GaCl3、AlCl3水解

B.GaCl3在TBP中的溶解性与酸碱性有关

C.“萃取”振荡时分液漏斗下口应向下倾斜

D.工业碳酸钠(纯度约为98％)中含有Mg2+、Fe2+、C下列说法不正确的是(

)A.步骤①，通入热空气可加快溶解速率

B.步骤②，产生滤渣的离子方程式为Mg2++Fe3++5OH-=Mg(OH)2↓+Fe(OH某实验小组利用BaS的还原性提纯HBr溶液，并制取MgBr下列说法不正确的是(

)A.还原步骤中可能会产生有毒气体H2S

B.沉淀步骤中可用Na2SO4溶液代替H2SO4磷及其化合物在工农业生产中具有重要用途。如图所示为提纯白磷样品(含惰性杂质)的工艺流程，下列说法错误的是A.过程Ⅰ产物Cu3P中Cu为+1价

B.过程Ⅱ可采用过滤操作分离提纯磷酸钙

C.过程Ⅲ主要发生的化学反应为2Ca3(PO实验室从精选铝土矿(主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、MgO下列说法错误的是A.滤渣1的主要成分为Fe2O3和MgO

B.滤渣2可用于制备硅胶

C.滤液2中的两种盐均可用于电解冶炼金属单质高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如图，下列说法正确的是(    )A.自然界中存在大量的单质硅

B.电弧炉中反应的化学方程式为SiO2+CSi+CO2↑

C.二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应

D.SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4工业碳酸钠中含有Mg2+、Fe2+、C下列说法不正确的是

(

)A.步骤①，通入热空气可加快溶解速率，也可氧化Fe2+

B.步骤②，产生的滤渣为氢氧化铁和氢氧化镁

C.步骤③，蒸发结晶趁热过滤后，用乙醇洗涤Na2某氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按如图所示步骤进行操作。下列说法中不正确的是A.常温下，起始滤液的pH<7

B.试剂Ⅰ为BaCl2溶液

C.步骤②中加入试剂Ⅱ的目的是除去Ba2+

D.氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。提纯工业级氧化锌(含有Fe2+，Mn2+，Ni2+等杂质)的流程如下：

提示：在本实验条件下，Ni2+不能被氧化：Fe(OH)3A.①中可用搅拌的方法加速固体溶解

B.②中除去的杂质离子有Fe2+和Mn2+，其中除Mn2+反应是2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO某工厂用MgCl2.6H2O和粗石灰制取的氢氧化镁中，含有少量氢氧化铁杂质，通过如下流

A.Mg(OH)2可以作阻燃剂，是因为它分解需要吸收大量的热而降温

B.步骤①的反应式为3Fe(OH)3+S2O 4从含GaCl3和AlCl已知TBP是磷酸三丁酯，密度小于水，Ga和Al及其化合物的化学性质相似。下列说法不正确的是(

)A.Ga和Al的化学性质相似符合对角线规则

B.“酸化”目的是抑制GaCl3、AlCl3水解

C.GaCl3在TBP中的溶解性与酸碱性有关

D.二、流程题（本大题共6小题，共61分）铁、铜单质及其化合物应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)，为制取纯净的已知Cu2+、Fe3+和FFC氢氧化物开始沉淀时的pH1.97.04.7氢氧化物完全沉淀时的pH3.29.06.7请回答下列问题：(1)得到溶液II，需加入氧化剂X，最适合作氧化剂X的是________(填编号，否则不给分)。A.K2Cr2(2)加入氧化剂X的目的是______________。(3)为了除去Fe3+，需加入物质Y调节溶液的PH(4)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O晶体?____________(填“能”或“不能(5)已知Fe(OH)3的Ksp=1×10-35mol4/L4五氧化二钒(V2O5)具有半导体和光电导性质，可对硫酸工业中废弃的催化剂V2O5[请回答下列问题：(1)滤渣的成分为________，VOSO4中V的化合价为(2)请写出酸浸还原过程中的离子方程式________。(3)萃取与反萃取的过程是可逆的，该过程用下式简单地表示(HR表示有机萃取剂)：VO2+(水层)+2HR(有机层)⇌VOR2(有机层)+2H+((4)若③中的酸性溶液中加入KClO3时，VO2+被氧化生成VO2+，Cl(5)写出加氨水调pH沉钒反应的离子方程式________。(6)25℃时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：pH1.31.41.51.61.71.81.92.02.1钒沉淀率％88.194.896.598.098.898.896.493.189.3结合上表，在上述流程中加入氨水时调节溶液的最佳pH为________；若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀，则溶液中c(Fe3+)<氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛运用于塑料、合成橡胶等产品的制造中。含杂质的氧化锌主要成分为ZnO，还含有PbO、GeO 2、MnO、FeO、NiO等杂质。部分金属氢氧化物Ksp近似值如下表所示：化学式Fe(OHFe(OHZn(OHNi(OHKsp10101010现用含杂质的氧化锌提纯氧化锌，并回收锗工艺流程如图：

问题：(1)浸渣的主要成分是_____，滤渣中含有MnO2和甲，甲的化学式为(2)用过量焦炭高温还原GeO2的化学方程式为(3)若滤液1中c(Zn2+)=1.0mol·L-1，则调pH(4)加入锌的目的是__________，Mn2+的还原性__________(填“大于”、“小于”或“等于”)Ni(5)若滤饼的成分为Zn(OH)2·ZnCO3，滤液3碳、硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。(1)SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃应用橡胶塞的原因是___________________________________________________________(用化学方程式表示(2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：

HCl

H

↓

↓石英砂、焦炭―→

电弧炉流化床反应器还原炉①

用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式为_____________________。②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl物质SiSiCSiHCSiSiHClSi沸点/℃2 35557.631.88.2---③SiHCl3极易水解，其完全水解的化学方程式为(3)某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)，实验操作步骤：Ⅰ.打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸。Ⅱ.A中看到白色沉淀时，关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，关闭活塞a。①B中反应的离子方程式是______________________________________________。②通过步骤Ⅰ知浓盐酸具有的性质是________(填字母)。

A.挥发性

B.还原性

C.氧化性

D.酸性③C装置中的试剂X是________(填化学式)。D中反应的化学方程式是________________________________________________________________________。以废旧锌锰电池中的黑锰粉(MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、少量ZnCl2(1)过程Ⅰ，在空气中加热黑锰粉的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。O2氧化MnO(OH)的化学方程式是________(2)溶液a的主要成分为NH4Cl①溶液a呈酸性，主要原因是________(用离子方程式表示)。②根据下图所示的溶解度曲线，将溶液________a(填操作名称)，可得NH4Cl③提纯NH化合物ZnCN熔点365℃337.8℃分解沸点732℃________根据上表，设计方案提纯NH4Cl(3)检验MnSO4溶液中是否含有Fe3+：取少量溶液，加入________(填试剂和现象(4)探究过程Ⅱ中MnOi.向MnO2中加入H2ii.向MnO2中加入稀H2①用化学方程式表示ii中MnO2溶解的原因：②解释试剂加入顺序不同，MnO2作用不同的原因：上述实验说明，试剂加入顺序不同，物质体现的性质可能不同，产物也可能不同。硫酸铜是印染工艺中常用的媒染剂，广泛应用于纺织和皮革业。硫酸铜还常用于镀铜、生产电解铜箔和铜的提纯等。采用以下工艺流程可用辉铜矿石(主要成分为Cu回答下列问题：(1)Cu2S中铜元素的化合价为________，辉铜矿石“粉碎”(2)加热到1200 ℃的“焙烧”过程中，辉铜矿粉被吹入的空气氧化为Cu2O；“还原”过程中，Cu2O与Cu2S(3)“电解”精炼铜的过程中，粗铜作为电极要接在电源的________。(填“正极”或“负极”)(4)“酸浸”时加入足量稀硫酸，观察到溶液呈蓝色，且有红色物质甲生成，将物质甲分离合并至“还原”的产物后，下一步进行的操作A为_____________________，过滤，得到胆矾。(5)加热所得的胆矾样品，分解过程的热重曲线如图所示：通过计算确定258 ℃时所发生反应的化学方程式____________________________________，e点的化学式为_______________。

答案和解析1.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查混合物的分离提纯，为高频考点，把握物质的性质、流程中发生的反应为解答的关键，题目难度中等。

【解答】

结合流程图可知，实验过程中先将样品溶于水，过滤后，向滤液中加入试剂Ⅰ(BaCl2溶液)，使SO 42-、

CO 32-分别生成BaSO4、BaCO3沉淀，过滤后再向滤液中加入试剂Ⅱ(K2CO3溶液)，以除去引入的Ba2+，过滤除去生成的BaCO3沉淀后再向滤液中加入试剂Ⅲ(盐酸)，以除去引入的CO 32-，最后加热蒸干Q可得纯净的KCl晶体。

A.起始时滤液中含有K2CO3，由于CO 32-水解而使滤液呈碱性，故A正确；

B.为不引入新的杂质离子，向滤液中加入试剂Ⅰ(BaCl2溶液)，使SO 42-、2.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查无机工艺流程，难度不大。掌握物质的除杂、物质的性质是解答关键。

【解答】

A.除杂不能引入新的杂质，故A错误；

B.Y的作用是调节溶液的pH，且不能引入新杂质，故可选择CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3，故B正确；

C.沉淀3.【答案】C

【解析】【试题解析】

【分析】

本题以无机工业流程为载体考查从含GaCl3和AlCl3的废液中提纯GaCl3，注意结合题目流程掌握每一步的变化以及萃取分液的操作是解题关键，难度不大。

【解答】

A.GaCl3、AlCl3为强酸弱碱盐，为抑制GaCl3、AlCl3水解，采用“酸溶”的操作，故A正确；

B.结合流程，从“酸溶”、TBP萃取、加NaOH溶液反萃取，可以发现GaCl3在TBP中的溶解性与酸碱性有关，酸性萃取，碱性反萃取，故4.【答案】B

【解析】

本题考查了物质的分离、提纯及物质的制取等知识，题目难度中等，本题是一道比较综合的试题，有利于考查学生分析和解决问题的能力。

【解答】

工业碳酸钠(纯度约为98％)中含有Mg2+、Fe2+、Cl-和SO42-等杂质，在溶解时通入热空气可加快溶解速率、氧化Fe2+、促进Fe3+的水解，加入氢氧化钠，沉淀Mg2+与Fe3+，过滤后所得滤渣为氢氧化铁和氢氧化镁，溶液中主要含有碳酸钠，并含有少量的Cl-和SO42-，经蒸发结晶可得碳酸钠晶体，灼烧后可得碳酸钠。

A.步骤①，通入热空气，升高温度可加快溶解速率，故A正确；

B.步骤②，产生滤渣的离子反应为：Mg2+  + 2OH-

= Mg(OH)2↓

、Fe3+ + 3OH-

=

5.【答案】B

【解析】【分析】

本题为工业流程题，主要考查物质的转化，除杂试剂的选择原则等，弄清楚每一步操作的意图是解题的关键，难度中等。

【解答】

A.在还原步骤中可能发生：BaS+2HBr=BaBr2+H2S↑，故A正确；

B.若用Na2SO4溶液代替H2SO4溶液会引入新的杂质离子Na+，故B错误；

C.BaS与Br2发生：BaS+Br2=BaBr2+S↓6.【答案】D

【解析】【分析】

本题综合考查氧化还原反应的应用和氧化还原反应方程式的配平以及元素及其化合物的有关知识，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力，侧重考查获取并运用信息的能力，题目难度中等。

【解答】

A.Cu3P中P为-3价，铜为+1价，故A正确。

B.磷酸钙难溶于水，可采用过滤操作将固液分离，故B正确。

C.方程式书写正确，故C正确。

D.过程Ⅰ中的Cu、P和过程Ⅲ7.【答案】C

【解析】【分析】

本题物质分离和提纯的综合方法，难度中等，正确分析提纯流程为解题关键。

【解答】

A.铝土矿加入氢氧化钠，Fe2O3、MgO不与氢氧化钠反应，则滤渣1的主要成分为Fe2O3和MgO，故A正确；

B.滤液1含有偏铝酸钠和硅酸钠，加入盐酸，硅酸钠和盐酸生成硅酸，硅酸可用于制备硅胶，故B正确；

C.滤液2含有氯化铝和氯化钠两种盐，氯化铝是共价化合物，熔融时不存在铝离子，电解熔融的氯化铝不能获得金属铝，故C错误；

D.8.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查纯硅的制备，涉及氧化还原反应应用、蒸馏等，可以根据已有知识进行解答。

【解答】

A、硅属于亲氧元素，在自然界中不能以游离态存在，主要以硅酸盐和二氧化硅形式存在，故A错误；

B、二氧化硅高温下与C反应生成CO气体，化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，故B错误；

C、硅能与氢氟酸反应生成SiF4和氢气，故C错误；

D、沸点相差30℃以上，可以采用蒸馏的方法分离，故D正确，

9.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查物质的分离、提纯、制备以及电解等知识，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意把握实验的原理和方法，难度中等。

【解答】

A.步骤①，通入热空气，温度升高，可加快溶解速率，并且Fe2+在加热条件下被氧化为Fe3+，故A正确；

B.步骤②，由于Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3，所以产生的滤渣的主要成分是Mg(OH)2和Fe(OH)3，故B正确；

C.步骤③，蒸发结晶趁热过滤后，用乙醇洗涤Na2CO3·10.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查混合物的分离提纯，为高频考点，把握物质的性质、流程中发生的反应为解答的关键，题目难度中等。

【解答】

结合流程图可知，实验过程中先将样品溶于水，过滤后，向滤液中加入试剂Ⅰ(BaCl2溶液)，使SO 42-、CO 32-分别生成BaSO4、BaCO3沉淀，过滤后再向滤液中加入试剂Ⅱ(K2CO3溶液)，以除去引入的Ba2+，过滤除去生成的BaCO3沉淀后再向滤液中加入试剂Ⅲ(盐酸)，以除去引入的CO 32-，最后加热蒸干Q可得纯净的KCl晶体。

碳酸钾水解使溶液显碱性，pH<7，A项正确；试剂Ⅰ为过量的BaCl2溶液，过滤后获得含BaCl2、KCl的溶液X，试剂Ⅱ为过量碳酸钾溶液，目的是除去溶液中的Ba2+，过滤得到含KCl11.【答案】C

【解析】【分析】

本题综合考查混合物的分离和提纯，为高频考点，侧重考查学生分析问题、解答问题能力，明确流程图中各个步骤发生的反应及溶液中存在的微粒，知道常见离子的检验方法及实验现象为解答关键，难度一般。

【解答】

工业级氧化锌和稀硫酸反应导致溶液中存在Fe2+、Mn2+、Zn2+和Ni2+，向浸出液中加入适量高锰酸钾溶液并调节溶液的pH约为5，Ni(Ⅱ)不能被氧化，Fe2+、Mn2+被氧化而被除去，同时溶液中有MnO2生成，过滤后，向滤液中加入Zn过滤，Zn和Ni2+发生氧化还原反应生成Ni，溶液中存在Zn2+，向滤液中加入碳酸钠溶液，生成碳酸锌沉淀，煅烧碳酸锌沉淀生成ZnO，以此解答该题。

A.①中可用加热、搅拌等的方法加速固体溶解，故A正确；

B.Ni(Ⅱ)不能被氧化，反应②中除掉的杂质离子是Fe2+和Mn2+，其中除Mn2+反应是2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+，故B正确；

C.Fe元素在步骤②中以氢氧化铁的形式，过滤除去，故12.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查无机工艺流程，为高频考点，把握流程中发生的反应、混合物分离提纯、发生的反应为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识、化学反应原理与实验的结合，题目难度一般。

【解答】

A.利用Mg(OH)2分解时吸热降低表面温度，可作阻燃剂，故A正确；

B.步骤①中保险粉将氢氧化铁还原为氢氧化亚铁的反应式为：6Fe(OH)3+S2O42-+2OH-=6Fe(OH)2+2SO42-+4H2O，故B错误；

C.保险粉为离子化合物存在离子键，同时，S与S13.【答案】A

【解析】【分析】

本题以无机工业流程为载体考查从含GaCl3和AlCl3的废液中提纯GaCl3，注意结合题目流程掌握每一步的变化以及萃取分液的操作是解题关键，难度不大。

【解答】

A.Ga和Al是同主族元素，化学性质相似，不属于对角线规则，A项不正确；

B.GaCl3、AlCl3都容易水解，加入盐酸可抑制水解，减小产品损失，B项正确；

C.加入氢氧化钠溶液使TBP和GaCl3分层，可知GaCl3在TBP14.【答案】(1)C

(2)将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe(OH)3沉淀而与Cu2+分离

(3)3.2～4.7【解析】【分析】

本题综合考查物质的分离和提纯，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目考查的知识点较多，涉及氧化还原反应原理的应用、调节pH除杂质、盐的水解原理的应用等，有利于培养学生分析解决问题以及灵活应用所学知识的能力，题目难度中等。

【解答】

由流程可知，氯化亚铁和氯化铜的混合液中，加入氧化剂可以将亚铁离子氧化为铁离子，则氧化剂X为氯水或过氧化氢等，且不能引入新杂质，加入物质Y可促进铁离子水解转化为沉淀，过滤分离得到氯化铜的水溶液，然后再酸性环境下蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥即可得到氯化铜晶体，以此来解答。

(1)得到溶液Ⅱ，需加入氧化剂X，最适合作氧化剂X的是过氧化氢，不引入新杂质，其它均引入新杂质；

故答案为：C；

(2)加入氧化剂X的目的是将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe(OH)3沉淀而与Cu2+分离；

故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe(OH)3沉淀而与Cu2+分离；

(3)由表中pH可知，为了除去Fe3+，需加入物质Y调节溶液的pH值的范围是3.2～4.7之间；

故答案为：3.2～4.7之间；

(4)CuCl2属于强酸弱碱盐，加热蒸发时促进其水解(HCl易挥发)，直接蒸发结晶不能得到15.【答案】(1)SiO2; +4价；

(2)V2O5+SO32-+4H+=2VO【解析】【分析】

本题考查离子化学方程式的书写、化合价、溶度积的相关计算以及物质分离提纯的方法和基本操作综合应用，难度中等。

【解答】

(1)SiO2不溶于酸，故过滤后的滤渣为SiO2；根据化合物中化合价代数和为零，则VOSO4中V的化合价为+4价，故答案为：SiO2; +4价；

(2)酸浸还原过程中的离子方程式V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O，故答案为：V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O；

(3)萃取与反萃取的过程是可逆的，该过程用下式简单地表示(HR表示有机萃取剂)，VO2+(水层)+2HR(有机层)⇌VOR2(有机层)+2H+(水层)，萃取时必须加入适量碱，目的是中和H+，促使反应平衡正向移动，提高钒的萃取率；反萃取操作加入的16.【答案】(1)PbSO4；Fe(OH)3；

；

(3)3<pH<5.5；

(4)除掉杂质离子Ni2+；大于；高锰酸钾可氧化滤液1中的Mn2+【解析】【分析】

本题考查物质的分离、提纯的综合应用，为高考常见题型，侧重考查学生的分析能力和实验能力，注意把握物质的性质以及实验的原理，把握实验的操作方法，难度不大。

【解答】

(1)由以上分析可知浸渣的主要成分是PbSO4，滤渣中含有MnO2和甲，甲的化学式为Fe(OH)3，故答案为：PbSO4；Fe(OH)3；

(2)用过量焦炭高温还原GeO2的生成锗和一氧化碳，反应的化学方程式为GeO2+2C

，故答案为：；

(3)若滤液1中c(Zn2+)=1.0mol⋅L-1，应避免生成氢氧化锌，则c(OH-)<10-17mol/L=1.0×10-8.5mol/L，则pH应小于5.5，如铁离子完成沉淀，则c(OH-)>310-3810-5mol/L=1.0×10-17.【答案】(1) SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；

；

②蒸馏；

③SiHCl3+4H【解析】【分析】

本题考查了实验方案设计的有关知识，侧重考查了硅及其化合物的有关知识，注意粗硅的提纯反应原理，对知识进行迁移解决情形相似的新问题体现出知识运用与问题分析的能力是本题的特点，题目难度中等。

【解答】

(1)SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是玻璃中的二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠，硅酸钠是矿物胶，能把瓶口和瓶塞粘结在一起，发生反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，需要用橡胶塞；

故答案为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；

(2)①石英砂的主要