专题04工艺流程题突破-2021-2022年高一化学上学期期末专题必杀题

专题04工艺流程题突破一、选择题1．（四川雅安2020－2021学年度高一上学期期末）从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下，则下列说法正确的是（）。A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同C．试剂c是氯气，相应的反应为：2Fe2++Cl2＝2Cl－+2Fe3+D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2+【解析】选C。试剂a是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCl3还原为FeCl2，则通过过滤操作Ⅰ得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为铜和过量的铁；由于最终得到的产品是FeCl3，故试剂b是稀盐酸，铜不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成FeCl2，故通过过滤操作Ⅱ可得到铜单质，滤液Z为FeCl2溶液，在两次过滤得到的FeCl2溶液中通入氯气，发生反应2Fe2++Cl2＝2Cl－+2Fe3+，把FeCl2转化为FeCl3，然后通过操作Ⅲ（蒸发结晶，并过滤）便可得到氯化铁晶体，蒸发结晶与过滤所使用的仪器不可能相同，故A、B错误，C正确；溶液W中有Cl－，酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2+，又可氧化Cl－，故用酸性KMnO4溶液不可检验溶液W中是否还有Fe2+，D错误。2．（甘肃会宁2020~2021第一学期高一期中）高铁酸钾（K2FeO4）是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，制备流程如图所示：下列叙述错误的是（）。A．用K2FeO4作水处理剂时，既能杀菌消毒又能净化水B．反应I中尾气可用FeCl2溶液吸收再利用C．反应II中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2D．该条件下，物质的溶解性：Na2FeO4＜K2FeO4【解析】选D。K2FeO4具有强氧化性，可用于杀菌消毒，还原产物为Fe3+，Fe3+水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体，可达到净水的目的，A叙述正确；反应I中尾气Cl2为，可与FeCl2继续反应生成FeCl3，B叙述正确；反应II中的反应方程式为3NaClO+10NaOH+2FeCl3＝2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，氧化剂是NaClO，还原剂是2FeCl3，所以反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2，C叙述正确；向饱和的KOH溶液中加入Na2FeO4，K2FeO4晶体析出，说明该条件下，物质的溶解性：Na2FeO4＞K2FeO4，D叙述错误。3．根据如图的转化关系判断下列说法正确的是（）。（反应条件已略去）A．反应①②③④⑤均属于氧化还原反应和离子反应B．反应⑤说明该条件下铝的还原性强于锰C．相同条件下生成等量的O2，反应③和④转移的电子数之比为1∶1D．反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4【解析】选B。反应①②③④⑤中均有元素化合价的变化，均为氧化还原反应，而③④⑤中没有离子参加反应，则不属于离子反应，A错误；⑤为铝热反应，Al失去电子，为还原剂，Mn为还原产物，则还原性：Al＞Mn，B正确；由6H2O2～3O2～6e−、2KClO3～3O2～12e−知，生成等量的O2，反应③和④转移的电子数之比为1∶2，C错误；反应①为MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O，锰元素的化合价降低，氯元素的化合价升高，4molHCl中只有2molHCl作还原剂，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，D错误。4．（吉林省松原市2020－2021学年高一期末）废旧材料是巨大的资源宝库，回收利用前景广阔。从废黄铜合金（主要成分为Cu和Zn）中回收Cu并制备ZnO的部分实验流程如下图所示。下列叙述错误的是（）。A．“溶解”过程中，H2O2和稀硫酸都体现了氧化性B．与锌粉反应的离子主要是Cu2+和H+C．过滤需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒D．为加快溶解速率可以选择高温、搅拌【解析】选D。“溶解”过程中发生的反应为：Cu+H2O2+H2SO4＝CuSO4+2H2O、Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，H2O2中O元素的化合价由－1降低为－2价，H2SO4中H元素的化合价由+1价降低为0价，化合价降低的物质为氧化剂，所以H2O2、H2SO4为氧化剂，表现为氧化性，故A正确；废黄铜合金Cu和Zn都可以反应，溶解变成Cu2+和Zn2+，然后加入NaOH调节溶液pH为2，此时溶液中含有H+、Cu2+、Zn2+、Na+和SO42－，再加入锌粉之后，Zn可以和H+和Cu2+发生置换反应，故B正确；过滤需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，故C正确；“溶解”操作时，搅拌可以加快H2O2、H+和Cu、Zn接触，增加反应速率，但是过氧化氢受热易分解，不能选择高温，故D错误。5．（2021·北京昌平区高一检测）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂。工业上制备高铁酸钾以及高铁酸钾处理污水的部分流程如下：以下说法不正确的是（）。A．①中一定发生了氧化还原反应B．污水处理中产生Fe（OH）3胶体，使悬浮物聚沉，利用了胶体具有较强吸附能力的特点C．另一种在碱性条件下制备K2FeO4的反应可能是：2Fe（OH）3+3ClO－＝2FeO42－+3Cl－+4H++H2OD．K2FeO4还可以用于处理废水，例如可以把废水中的CN－转化为两种无毒气体，反应过程中，CN－做还原剂，被K2FeO4氧化【解析】选C。硫酸亚铁中加入过氧化钠反应后的产物为高铁酸钠，硫酸亚铁中铁为+2价，高铁酸钠中铁为+6价，铁元素化合价发生变化，则①中一定发生了氧化还原反应，故A正确；高铁酸钾在水中发生如下过程：4FeO42－+10H2O4Fe（OH）3（胶体）+8OH－+3O2↑，生成的Fe（OH）3胶体具有吸附作用，可吸附水中的固体杂质，使悬浮物聚沉，故B正确；氢离子与氢氧根离子不能共存，在碱性条件下制备K2FeO4的反应产物中不可能产生氢离子，正确的反应为：2Fe（OH）3+3ClO－+4OH－＝2FeO42－+3Cl－+5H2O，故C错误；K2FeO4还可以用于处理废水，可将可以把废水中的CN－转化为两种无毒气体，该两种无毒气体为二氧化碳和氮气，根据转化关系，氮元素和碳元素化合价都升高，故反应过程中，CN－做还原剂，高铁酸钾做氧化剂，故D正确。6．（陕西省宝鸡市金台区2020~2021学年高一上学期期中）纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2，过程如图所示。下列说法中不正确的是（）。A．过程Ⅰ的反应：2Fe3O46FeO+O2↑B．过程Ⅱ的反应：2H2O＝2H2↑+O2↑C．两个转化过程都发生了氧化还原反应D．Fe3O4为整个过程的催化剂【解析】选B。根据图示可知：过程Ⅰ为Fe3O4在太阳光照射下分解生成FeO与O2，反应方程式为：2Fe3O46FeO+O2↑，A正确；过程Ⅱ为FeO与水反应生成H2和Fe3O4，反应方程式为：3FeO+H2O＝H2↑+Fe3O4，B错误；根据过程Ⅰ和过程Ⅱ可知，两个反应过程中元素的化合价都发生了变化，因此反应均为氧化还原反应，C正确；过程I方程式为：2Fe3O46FeO+O2↑；过程II方程式为：3FeO+H2O＝H2↑+Fe3O4，，将I+II×2，整理可得：2H2O＝2H2↑+O2↑，可见在整个过程实现了太阳能向化学能的转化，D正确。7．（2020·江苏苏州高一上期末）自来水厂一种预防和处理Cl2泄漏的方法如题图所示。下列有关说法不正确的是（）。A．Cl2和水反应的离子方程式为：H2O+Cl2AUTOTEXT=电解=Cl－+HClO+H+B．铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2C．吸收漏氯的离子方程式为：2Fe2++Cl2AUTOTEXT=电解=2Cl－+2Fe3+D．铁屑耗尽时溶液中可能大量存在：Fe2+、Fe3+、ClO－、Cl－【解析】选D。ClO－具有强氧化性能够将Fe2+氧化成Fe3+，二者不能大量共存，D选项错误。8．（2021·北京石景山区高一检测）印刷电路板（PCB）是用腐蚀液将覆铜板上的部分铜腐蚀掉而制得。一种用FeCl3溶液制作PCB并将腐蚀后废液回收再生的流程如图：下列说法不正确的是（）。A．腐蚀池中发生反应的化学方程式是：Cu+2FeCl3＝CuCl2+2FeCl2B．腐蚀后的废液中，主要的金属阳离子有Fe3+、Cu2+、Fe2+C．置换池中发生的主要反应为：Fe+Cu2+＝Cu+Fe2+和Fe+2Fe3+＝3Fe2+D．再生池中加入酸化的H2O2，反应过程中pH降低【解析】选D。腐蚀池中为FeCl3溶液与覆铜板发生反应：Cu+2FeCl3＝CuCl2+2FeCl2，A项正确；腐蚀后的废液中，有未反应完的FeCl3和反应过程中生成的CuCl2及FeCl2，故废液中，主要的金属阳离子有Fe3+、Cu2+、Fe2+，B项正确；置换池中铁粉分别与CuCl2、FeCl3发生了化学反应：Fe+Cu2+＝Cu+Fe2+和Fe+2Fe3+＝3Fe2+，C项正确；再生池中加入酸化的H2O2，发生反应：H2O2+2H++2Fe2+＝2Fe3++2H2O，反应中消耗H+生成H2O，反应过程中pH增大，D项错误。9．（2021·贵州仁怀高一期末）氢氧化铈［Ce（OH）4］是一种重要的稀土氢氧化物。平板电视显示屏生产过程中会产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2），某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：下列说法中错误的是（）。A．滤渣A中主要含有SiO2、CeO2B．过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒C．过程②中发生反应的离子方程式为CeO2+H2O2+3H+Ce3++2H2O+O2↑D．过程④中消耗11.2L（标准状况下）O2，转移电子数为2×6.02×1023【解析】选C。A项，加盐酸后过滤出来的滤渣A中一定含有不反应的SiO2，不知道CeO2是否溶于盐酸，观察图可知产品就是从滤渣A中出来的，即CeO2不与盐酸反应，正确；B项，本实验中过滤操作用到的玻璃仪器只有烧杯、玻璃棒、漏斗，正确；C项，滤渣A中CeO2（Ce为+4价）和H2O2反应得到滤液B中的Ce3+，则H2O2作还原剂，但该离子方程式不遵循质量守恒和得失电子守恒，错误；D项，过程④中O2作氧化剂，1molO2参与反应转移4mol电子，则消耗标准状况下11.2L（0.5mol）O2转移0.5×4mol＝2mol电子，数目为2NA，正确。10．（2021·厦门高一上学期期末检测）工业碳酸钠（纯度约为98％）中含有Mg2+、Fe2+、Cl－和SO42－等杂质，提纯工艺流程如图所示：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）3↓C．步骤③，趁热过滤时温度控制不当会使中混有等杂质D．步骤④，灼烧时用到的主要仪器有铁坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯【解析】选B。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。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+等，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。步骤①，通入热空气，升高温度可加快溶解速率，故A正确；步骤②，产生滤渣的离子反应为：Mg2++2OH－＝Mg（OH）2↓、Fe3++3OH－＝Fe（OH）3↓，Mg2+与Fe3+的物质的量不一定相同，则离子方程式中Mg2+与Fe3+的系数不一定是1∶1，故B错误；步骤③，趁热过滤时温度控制不当会使Na2CO3·H2O中混有Na2CO3·10H2O等杂质，故C正确；步骤④，灼烧固体时用到的主要仪器有铁坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯，故D正确。11．（2021·南通高一检测）NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质（见图4）。下列说法正确的是（）。A．25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大B．石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂C．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存，所以Cl2不与铁反应D．图4所示转化反应都是氧化还原反应【解析】选B。A项，25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的小，A项错误；石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂又是还原剂，B项正确；C项，常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存，但是铁在点燃时可以与氯气反应，C错误；D项，图中生成碳酸氢钠和碳酸氢钠分解的反应不是氧化还原反应。12．（2021·山东师范大学附中高一检测）某酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等。利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，设计如图所示工艺流程，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。下列说法不正确的是（）。A．标号①②③处发生的反应均为氧化还原反应B．标号③处加入的相应物质是稀硝酸或稀硫酸C．标号①处发生的离子反应最多有三个D．铁红的化学式为Fe2O3，工业上常用作红色颜料【解析】选BC。由题图知，E中含有Fe2+，而A为含有铜单质、金单质的混合物，通过过滤将活泼性比铁弱的铜、金分离出来，因此标号①处加入的物质为铁屑，发生的反应为Fe+2H+Fe2++H2↑，2Fe3++Fe3Fe2+，Cu2++FeCu+Fe2+，2Au3++3Fe2Au+3Fe2+；标号②处加入稀硫酸以除去铜、金中过量的铁屑，并将过滤后得到的含硫酸亚铁的溶液与含Fe2+的E溶液相混合，发生的反应是Fe+2H+Fe2++H2↑；标号③处利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开，发生的反应是铜与稀硝酸的反应。标号①②③处发生的反应均为氧化还原反应，A项正确。标号③处加入的相应物质是稀硝酸，不能是稀硫酸，B项错误。标号①处发生的离子反应有四个，C项错误。氧化铁是一种红棕色粉末，化学式为Fe2O3，工业上常用作红色颜料，D项正确。13．（2021·安徽芜湖高一上期末）某化学兴趣小组按照如下流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验。下列有关说法不正确的是（）。A．金属X的原子结构示意图为B．固体A的化学式为Al（OH）3C．硫酸铝在水中的电离方程式为：Al2（SO4）3＝2Al3++3SO42－D．操作②包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、分液、洗涤、干燥【解析】选D。Mg、Al合金中加入足量NaOH，2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑，过滤后可得金属Mg，则金属X为Mg，Mg是12号元素，原子结构示意图为，A选项正确；NaAlO2溶液中加稀硫酸，生成Al（OH）3沉淀，所以固体A为Al（OH）3，B选项正确；向Al（OH）3沉淀中再加稀硫酸，生成Al2（SO4）3，Al2（SO4）3是强电解质，在水中完全电离，电离方程式为Al2（SO4）3＝2Al3++3SO42－，C选项正确；Al2（SO4）3溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到Al2（SO4）3晶体，D选项错误。14．（2021·上海闸北区高一下学期期末中）某KCl样品中含有少量K2CO3、K2SO4和不溶于水的杂质。为了提纯KCl，先将样品溶于适量水中，搅拌、过滤，再将滤液按下图所示步骤进行提纯（过滤操作已略去）。下列说法的是（）。A．起始滤液常温下pH＝7B．试剂Ⅰ为Ba（NO3）2溶液C．上图过程须经2次过滤D．步骤③目的是除去CO32－【解析】选D。由于KCl中含有K2CO3、K2SO4，KCl、K2SO4是强酸强碱盐，溶液显中性，而K2CO3是强碱弱酸盐，CO32－水解消耗水电离产生的H+，最终达到平衡时，c（OH－）＞c（H+），溶液显碱性，所以起始滤液常温下pH＞7，A错误；在该溶液中含有杂质SO42－、CO32－，要先除去杂质SO42－、CO32－，同时不引入新的杂质离子，要加入的试剂Ⅰ为BaCl2溶液，B错误；然后向溶液中加入过量的K2CO3溶液，除去过量的BaCl2，过滤，除去杂质BaSO4、BaCO3，再向滤液中加入盐酸除去过量的K2CO3，最后蒸发结晶就得到KCl晶体，因此上图过程只需要经1次过滤就可以，C错误；步骤③加入的试剂是HCl，目的是除去CO32－，D正确。15．（2021·福建莆田高一检测）ClO2和NaClO2均具有漂白性，工业上由ClO2气体制取NaClO2固体的工艺流程如图所示，下列说法错误的是（）。A．通入的空气可将发生器中产生的ClO2全部驱赶到吸收器中B．吸收器中生成NaClO2的离子方程式为2ClO2+H2O2＝2ClO2－+2H++O2↑C．步骤a的操作包括过滤、洗涤和干燥D．工业上将ClO2气体制成NaClO2固体，其主要目的是便于贮存和运输【解析】选B。在ClO2发生器中－定产生ClO2气体，通入空气，可以将其吹入吸收塔中进行吸收，选项A正确。吸收塔中加入了浓氢氧化钠溶液，显然其中的反应不可能得到氢离子，选项B错误。冷却结晶得到NaClO2固体后，应该经过过滤，洗涤，干燥得到产品，选项C正确。气体的贮存和运输都远比固体困难，所以将ClO2气体制成NaClO2固体的主要目的是便于贮存和运输，选项D正确。二、综合题16．（2020~2021学年湖南长沙高一上期中）我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献．联合制碱法的主要过程如图所示（部分物质已略去）。（1）①～③所涉及的操作方法中，包含过滤的是_______；（填序号）（2）根据如图，写出①中发生反应的化学方程式：_____________________；（3）煅烧NaHCO3固体的化学方程式是____________________________；（4）下列说法中，正确的是_______（填字母）。a．CO2可循环使用b．副产物NH4Cl可用作肥料c．溶液B中一定含有Na+、NH4+、Cl－【解析】向饱和食盐水依次通入氨气、二氧化碳气体发生反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵，过滤得到碳酸氢钠固体加热分解生成碳酸钠，溶液A中加入氯化钠析出氯化铵晶体，过滤得到氯化铵晶体和溶液B主要为氯化钠、氯化铵等。（1）分析可知①～③所涉及的操作方法中，包含过滤的是①③；（2）氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠和氯化铵，反应的化学方程式：NH3+CO2+NaCl+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl；（3）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，反应的化学方程式：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O；（4）开始通入二氧化碳反应，最后碳酸氢钠受热分解生成的CO2可循环使用，故a正确；副产物NH4Cl是氮肥，可用作植物生长所需的肥料，故b正确；溶液B中主要是氯化钠、氯化铵饱和溶液，一定含有Na+、NH4+、Cl－，故c正确。【答案】（1）①③（2）NH3+CO2+NaCl+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl（3）2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O（4）abc18．（2020~2021学年湖南邵阳高一上期中）某实验小组以石灰粉［主要成分为Ca（OH）2和CaCO3］为原料制备KClO3的流程如图所示。（1）“打浆”的目的是____________________________。（2）“氯化”过程控制氯气不过量，在75℃左右进行。氯化时，氯气与氢氧化钙生成次氯酸钙，次氯酸钙进一步分解为氯酸钙，少量次氯酸钙分解产生氯化钙和氧气；“氯化”温度较低时，Cl2易与Ca（OH）2反应而生成漂白粉，写出该反应的化学方程式：____________________________。露置在空气中一段时间的漂白粉，加稀盐酸后产生的气体除了可能有O2和HCl外，还可能含有_______（填化学式）。（3）“氯化”过程中Cl2与浆水反应生成Ca（ClO3）2的总反应为6Ca（OH）2+6Cl2＝Ca（ClO3）2+5CaCl2+6H2O，反应中还原产物为_______（填化学式）。（4）由于在“氯化”过程中易发生副反应，则“氯化”后溶液中＝_______（填“＞”、“＜”或“＝”）5。（5）向滤液中加入稍过量KCl固体，可将Ca（ClO3）2转化为KClO3。从该溶液中析出KClO3固体的方法是_____________________。已知不同温度下，各物质的溶解度数据如表（单位/g）：KClKClO3CaCl2Ca（ClO3）220℃287.174.555100℃56.75715970【解析】（1）打浆混合的目的是使石灰粉混合均匀，使其更充分，更迅速反应；（2）在75℃左右进行，氯化时存在氯气和氢氧化钙作用生成氯化钙和次氯酸钙和水，化学反应方程式为2Cl2+2Ca（OH）2＝Ca（ClO）2+CaCl2+2H2O，漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙，次氯酸钙为有效成分，可与空气中的二氧化碳反应生成次氯酸和碳酸钙，次氯酸不稳定，分解生成盐酸和氧气，而长期露置于空气中已完全失效的漂白粉中主要为碳酸钙，加稀盐酸后产生的气体是CO2；（3）6Ca（OH）2+6Cl2＝Ca（ClO3）2+5CaCl2+6H2O中氯元素的化合价由0价→+1价，失去电子是还原剂，对应的Ca（ClO）2是氧化产物，氯元素的化合价由0价→－1价，得到电子，是氧化剂，对应的CaCl2是还原产物；（4）由于氯化过程中除了发生主要反应6Ca（OH）2+6Cl2＝Ca（ClO3）2+5CaCl2+6H2O外，还存在Ca（ClO）2分解为氯化钙和氧气，所以“氯化”后溶液中＞5；（5）由表格可知，KClO3的溶解度受温度的影响较大，将溶液蒸发浓缩，得到较高温度下的浓溶液，然后再降温，大部分KClO3将会结晶析出。【答案】（1）使石灰粉混合均匀，使其更充分，更迅速反应（2）2Cl2+2Ca（OH）2＝Ca（ClO）2+CaCl2+2H2O；CO2（3）CaCl2（4）＞（5）蒸发浓缩，冷却结晶19．（2020~2021学年湖南长沙高一上期末）高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程：（1）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列_____物质相似。A．75%酒精B．双氧水C．“84”消毒液（NaClO溶液）（2）操作Ⅱ是根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解度上的差异，采用__________（填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体的。（3）铋酸钠（NaBiO3，不溶于水）用于定性检验酸性溶液中Mn2+的存在（铋元素的还原产物为Bi3+，Mn的氧化产物为+7价），写出反应的离子方程式：__________。（4）写出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生的主要反应的化学方程式：______________________________。（5）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1molMnO2可制得_____molKMnO4。【解析】由工艺流程转化关系可知，MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生反应生成K2MnO4，向K2MnO4溶液中通入CO2制备KMnO4、还生成K2CO3、MnO2，通过过滤，分离出二氧化锰，滤液中含KMnO4和K2CO3，根据KMnO4和K2CO3在溶解性上不同采用蒸发结晶的方式可分离出高锰酸钾和碳酸钾，对粗高锰酸钾进行重结晶、干燥得到纯净的高锰酸钾；向碳酸钾溶液中加入石灰生成碳酸钙和氢氧化钾。（1）KMnO4有强氧化性，利用其强氧化性杀菌消毒，消毒原理与双氧水、NaClO一样；（2）根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解度上的差异，可浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4粗晶体；（3）铋酸钠（不溶于水）在酸性溶液中与Mn2+反应生成MnO4－和Bi3+，则反应的离子方程式为：2Mn2++5NaBiO3+14H+＝2MnO4－+5Bi3++5Na++7H2O；（4）由工艺流程转化关系可知，MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生反应生成K2MnO4，反应化学方程式为2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；（5）由2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O可知最初的原料中1molMnO2恰好得到1molK2MnO4，由3K2MnO4+2CO2＝2KMnO4+2K2CO3+MnO2知，1molK2MnO4在反应中能得到KMnO4的物质的量为mol＝0.67mol。【答案】（1）BC（2）浓缩结晶（3）2Mn2++5NaBiO3+14H+＝2MnO4－+5Bi3++5Na++7H2O（4）2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O（5）0.6720．（2021·山东青岛黄岛区高一上期中）经检测，某化工厂排出的废水呈酸性，且其中含有大量Na+、Cu2+、SO42－、Cl－、NO3－。回答下列问题：（1）下列离子中，能大量存在于该废水中的是_______（填标号）A．Ag+B．Mg2+C．OH－D．HCO3－（2）取100mL该废水于烧杯，逐滴加入NaOH溶液至呈碱性过程中，原废水中存在的离子的量会发生变化的是Na+、________（用离子符号表示）。（3）某化学社团小组成员欲除去废水样品中的Cu2+和SO42－，最终得到中性溶液，设计的方案流程如图：①试剂c为_______（写化学式）；溶液3所含溶质离子有Cl－、________。②“分离操作”的名称是______，需用到的玻璃仪器主要有______。③向“白色沉淀2”中加入足量盐酸，发生反应的离子方程式为______________。【解析】废水呈酸性，且其中含有大量Na+、Cu2+、SO42－、Cl－、NO3－，欲除去废水样品中的Cu2+和SO42－，最终得到中性溶液，从流程知，a为氢氧化钠溶液，加入氢氧化钠溶液除了中和氢离子、还产生氢氧化铜沉淀，过滤后，溶液1中含过量的OH－、Na+、SO42－、Cl－和NO3－，试剂b为氯化钡或硝酸钡，过量的钡离子用Na2CO3除去，故试剂c为Na2CO3；过滤后，白色沉淀2为硫酸钡和碳酸钡的混合物，溶液2含OH－、Na+、Cl－和NO3－和CO32－，再加入适量盐酸即可得到中性溶液；（1）废水呈酸性，OH－和HCO3－因与氢离子发生反应不能共存、Cl－能与Ag+反应沉淀，Mg2+不反应故可共存，选B；（2）废水中逐滴加入NaOH溶液至呈碱性过程中，OH－和H+、Cu2+发生反应不能共存、故原废水中存在的离子的量会发生变化的是Na+、H+、Cu2+。（3）据分析，①试剂c为Na2CO3；溶液3所含溶质离子有Cl－、Na+、NO3－。②“分离操作”的名称是过滤，需用到的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯、玻璃棒。③向“白色沉淀2”中加入足量盐酸，发生反应的离子方程式为BaCO3+2H+＝Ba2++H2O+CO2↑。【答案】（1）B（2）H+、Cu2+（3）①Na2CO3；Na+、NO3－②过滤；漏斗、烧杯、玻璃棒③BaCO3+2H+＝Ba2++H2O+CO2↑21．（2021·山东省潍坊市高一上期中）化学小组欲从含CuCl2、NaCl及少量K2SO4的混合溶液中分离出CuCl2和NaCl，设计实验流程如下：已知：氯化钠、氯化钾在不同温度下的溶解度如表所示：温度/℃020406080100溶解度/gNaCl35.736.036.637.338.439.8KCl27.634.040.045.551.156.7回答下列问题：（1）试剂甲、乙分别是___________、__________。（2）向滤渣中加入试剂丙后发生反应的离子方程式是________________。（3）操作1的名称是__________。（4）操作2包括蒸发结晶、过滤等过程。实验时需在结晶后趁热完成过滤的目的是_________________________，过滤时应首先进行的操作是___________。（5）取操作2所得氯化钠晶体少许溶于酒精，得乳白色液体，用一束可见光照射液体，若在入射光的侧面观察到_________________，则证明所得液体为胶体。【解析】化学小组欲从含CuCl2、NaCl及少量K2SO4的混合溶液中分离出CuCl2和NaCl，由流程可知，试剂甲应为NaOH溶液，加入过量NaOH溶液，完全沉淀铜离子生成氢氧化铜沉淀，过滤，在氢氧化铜中加入试剂丙应为盐酸，二者反应得到氯化铜溶液；在滤液中加入过量氯化钡溶液沉淀硫酸根离子，再加入试剂乙应为Na2CO3溶液，除去过量的钡离子，操作1为过滤，过滤除去硫酸钡和碳酸钡沉淀，在滤液中加入盐酸中和过量的NaOH溶液和Na2CO3溶液，操作2是蒸发结晶、过滤，得到氯化钠晶体，再加水溶解得到氯化钠溶液。（1）由以上分析知，试剂甲是NaOH溶液，试剂乙是Na2CO3溶液；（2）滤渣为氢氧化铜，试剂丙为盐酸，二者发生反应的离子方程式是Cu（OH）2+2H+＝Cu2++2H2O；（3）由分析知，操作1是过滤；（4）由氯化钠、氯化钾在不同温度下的溶解度表格可知，氯化钠的溶解度随温度的变化不明显，而KCl的溶解度随温度变化明显，操作1过滤后滤液中含有氯化钠和氯化钾，因此操作2包括蒸发结晶，氯化钠结晶析出，再过滤，得到氯化钠晶体，滤液中含有氯化钾，则实验时需在结晶后趁热完成过滤的目的是防止温度降低析出KCl；为了使过滤操作顺利完成，过滤时应首先进行的操作是用热水将滤纸润湿；（5）取操作2所得氯化钠晶体少许溶于酒精，得乳白色液体，用一束可见光照射液体，若在入射光的侧面观察到光亮的通路，则证明所得液体为胶体。【答案】（1）NaOH溶液、Na2CO3溶液（2）Cu（OH）2+2H+＝Cu2++2H2O（3）过滤（4）防止温度降低析出KCl；用热水将滤纸润湿（5）光亮的通路22．（2021·山东师范大学附中高一上期中）氯碱工业通过电解饱和食盐水制得烧碱、氢气和氯气，并以他们为原料生产一系列化工产品。氯碱工业的一道重要的工序是除去粗食盐中水中的杂质。通过海水晾晒可得粗盐，粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质，需要提纯后才能综合利用，粗盐精制的实验流程如下：（1）完成下列填空：①在第①步中使用玻璃棒的目的是________________________。②第⑤步操作是_______________。③在第②③④⑥步通过加入化学试剂除杂，加入试剂顺序为________________。④除去CaCl2杂质的离子方程式为_________________________________。（2）判断SO42－已除尽的方法是_____________________________________。【解析】粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质，除MgCl2用NaOH溶液，除CaCl2用Na2CO3，除Na2SO4用BaCl2溶液，但BaCl2的加入一定要在Na2CO3之前，加完三种试剂后，过滤，向滤液中加HCl溶液除去过量的Na2CO3，然后对所得溶液蒸发结晶即得精盐。（1）①在溶解时用玻璃棒搅拌可以加速溶解；②第⑤步操作是固液分离，操作名称是过滤；③BaCl2的加入一定要在Na2CO3之前，否则过量的Ba2+无法除去；且一定要先过滤，再向滤液中加HCl，在第②③④⑥步通过加入化学试剂除杂，加入试剂顺序为NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→稀盐酸；④除去CaCl2杂质的离子方程式为Ca2++CO32－＝CaCO3↓；（2）判断SO42－已除尽的方法是取上层清液少量于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则说明SO42－已除尽。【答案】（1）①加速粗盐溶解②过滤③NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→稀盐酸④Ca2++CO32－＝CaCO3↓（2）取上层清液少量于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则说明SO42－已除尽。23．（2021·福州高一检测）电子工业常用FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。从腐蚀废液（主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2）中回收铜，并重新获得FeCl3溶液。废液处理流程如下：（1）步骤（Ⅰ）中分离操作名称是____________。（2）沉淀B中主要含有_________，气体D是______________；（3）写出步骤（Ⅲ）中生成FeCl3的化学方程式____________________；（4）步骤（Ⅲ）中，将氯气换成H2O2也能达到同样的目的，写出H2O2将Fe2+氧化为Fe3+的离子方程式：_______________________。【解析】从腐蚀废液中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，由流程可知，应加入过量的Fe与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜，过滤进行分离，则滤液A为FeCl2，沉淀B中含Fe、Cu，加过量盐酸，铁溶解，产生氯化亚铁和氢气，过滤得到金属Cu，滤液C中含FeCl2、HCl，为不引入杂质，将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，则通入足量氯气进行氧化。根据以上分析可知滤液A为FeCl2，沉淀B中含Fe、Cu，滤液C中含FeCl2、HCl，气体D为氢气，则：（1）步骤（Ⅰ）中分离溶液和沉淀的操作名称是过滤；（2）铁与氯化铜发生置换反应生成氯化亚铁和铜，反应中铁过量，则由流程分析可知沉淀B中含过量的铁和产生的铜。沉淀B中加入盐酸，铁与盐酸反应产生氢气，因此气体D是氢气；（3）氯气具有强氧化性，通入Cl2把氯化亚铁全部转化为FeCl3，发生反应的方程式为2Fe