熱考題型特訓(xùn)3　“微流程”——金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化1．(2020·新高考山東卷)以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下：已知浸出時(shí)產(chǎn)生的廢渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A．浸出鎂的反應(yīng)為MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O　B．浸出和沉鎂的操作均應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行C．流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有NH3、NH4ClD．分離Mg2＋與Al3＋、Fe3＋是利用了它們氫氧化物Ksp的不同解析：選B。結(jié)合工藝流程可知，煅燒后得到的輕燒粉的成分為MgO和少量SiO2、Fe2O3、Al2O3，NH4Cl溶液呈酸性，浸出時(shí)使MgO及Fe2O3、Al2O3溶解，浸出后得到的廢渣中含有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3，所得浸出液中含有Mg2＋及過量的NH4Cl，加入氨水時(shí)Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，經(jīng)煅燒得到高純鎂砂MgO。結(jié)合流程圖和上述分析可知，浸出鎂的反應(yīng)為MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O，A項(xiàng)正確；浸出可以在較高溫度下進(jìn)行，促進(jìn)NH4Cl水解和NH3的逸出，但沉鎂時(shí)應(yīng)在低溫下進(jìn)行，以減弱氨水分解，B項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合流程圖可知，浸出得到的NH3可轉(zhuǎn)化為氨水，用于沉鎂，濾液中含有過量的NH4Cl，可用于浸出時(shí)的反應(yīng)液，故該流程中NH3和NH4Cl可循環(huán)使用，C項(xiàng)正確；本流程中分離Mg2＋與Al3＋、Fe3＋時(shí)，Al3＋、Fe3＋轉(zhuǎn)化為沉淀，是利用了它們氫氧化物的Ksp不同，D項(xiàng)正確。2．(2021·濟(jì)南一模)用含鐵廢銅制備膽礬的流程如圖所示： 下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A．物質(zhì)A可選用鹽酸B．Ⅰ中加H2O2的目的是溶解銅并將Fe2＋氧化為Fe3＋C．長時(shí)間加熱煮沸Ⅲ中懸濁液的目的是充分聚沉Fe(OH)3D．“系列操作”包括蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌解析：選A。物質(zhì)A應(yīng)選用稀硫酸，不能選用鹽酸，否則會(huì)引入氯離子雜質(zhì)，A錯(cuò)誤；H2O2具有強(qiáng)氧化性，能將Fe2＋氧化為Fe3＋，也能在酸性環(huán)境下溶解銅，B正確；長時(shí)間加熱煮沸Ⅲ中懸濁液的目的是充分聚沉Fe(OH)3，以便過濾除去，C正確；從濾液中得到膽礬晶體的操作是蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌，D正確。3．(2021·湖南、湖北四校聯(lián)考)已知TeO2微溶于水，易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿。從粗銅精煉的陽極泥(主要含有Cu2Te)中提取粗碲的一種工藝流程如圖。下列有關(guān)說法正確的是(　　)A．“氧化浸出”時(shí)為使碲元素沉淀充分，應(yīng)加入過量的硫酸B．“過濾”用到的玻璃儀器：分液漏斗、燒杯、玻璃棒C．判斷粗碲洗凈的方法：取少量最后一次洗滌液，加入BaCl2溶液，沒有白色沉淀生成D．“還原”時(shí)發(fā)生的離子方程式為2SO＋Te4＋＋4OH－===Te↓＋2SO＋2H2O解析：選C。從陽極泥中提取粗碲，第一步是將Te元素轉(zhuǎn)化為TeO2沉淀過濾出來，考慮到TeO2易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，所以“氧化浸出”步驟中酸不可過量，A錯(cuò)誤；“過濾”操作需要用到漏斗，而不是分液漏斗，B 錯(cuò)誤；通過分析流程可知，最終得到的粗碲固體表面會(huì)吸附溶液中的SO，因此判斷粗碲洗凈與否，只需要檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有SO即可，C正確；“酸浸”時(shí)TeO2溶解生成Te(SO4)2，隨后被Na2SO3還原，Ti4＋生成Te單質(zhì)，SO生成SO，但反應(yīng)物中不能存在OH－，正確的離子方程式為2SO＋Te4＋＋2H2O===2SO＋Te↓＋4H＋，D錯(cuò)誤。4．(雙選)(2021·山東六地市聯(lián)考)以鉻鐵礦[主要成分為Fe(CrO2)2，含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)]為主要原料生產(chǎn)重鉻酸鈉晶體(Na2Cr2O7·2H2O)的主要工藝流程如下。下列關(guān)于該流程的說法錯(cuò)誤的是(　　)A．煅燒生成Na2CrO4的反應(yīng)為4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2B．SiO2在“浸出過濾”步驟中和Fe2O3一起被除去C．Na2CrO4到Na2Cr2O7轉(zhuǎn)化的原理為2H＋＋2CrOCr2O＋H2OD．該工藝中“煅燒”產(chǎn)生的CO2可用于“除雜”步驟以節(jié)約生產(chǎn)成本，為完全除去AlO，發(fā)生的離子反應(yīng)為CO2＋2AlO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO解析：選BD。根據(jù)流程可知，煅燒過程中反應(yīng)物有空氣、純堿(Na2CO3)和鉻鐵礦，產(chǎn)物有Fe2O3、Na2CrO4和CO2，鉻元素和鐵元素被氧化，反應(yīng)物中有空氣，可推測(cè)氧化劑為氧氣，根據(jù)電子守恒和元素守恒可知反應(yīng)方程式為4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2，A正確；煅燒過程中加入純堿，高溫條件下SiO2會(huì)與純堿發(fā)生反應(yīng)，B錯(cuò)誤；CrO與Cr2O存在平衡：2H＋＋2CrOCr2O＋H2O，加入稀硫酸會(huì)使平衡右移，生成Cr2O，C正確；CO2可與含AlO 的溶液反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，為完全除去AlO，CO2應(yīng)過量，生成HCO，D錯(cuò)誤。5．(2021·煙臺(tái)模擬)銅的氯化物是重要的化工原料，常用作有機(jī)合成催化劑。實(shí)驗(yàn)室用粗銅(含雜質(zhì)Fe)制備氯化亞銅、氯化銅晶體的流程如下：下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A．固體1和固體2中Fe元素的價(jià)態(tài)相同B．檢驗(yàn)溶液2中的雜質(zhì)離子是否除盡可以選用KSCN溶液或鐵氰化鉀溶液C．試劑X可能是CuO，操作②中結(jié)晶時(shí)需要通入HCl氣體D．反應(yīng)②的離子方程式為2Cu2＋＋SO2＋2H2O＋2Cl－===2CuCl↓＋SO＋4H＋解析：選B。粗銅與足量的氯氣反應(yīng)生成氯化銅、氯化鐵，即固體1；加稀鹽酸溶解固體1，得到氯化銅和氯化鐵的混合液，即溶液1；加入試劑X調(diào)節(jié)溶液的pH，使鐵離子變?yōu)闅溲趸F沉淀，則固體2中含氫氧化鐵、試劑X為氧化銅或氫氧化銅；氯化銅溶液與二氧化硫反應(yīng)制取氯化亞銅；氯化銅溶液通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾的方法得到二水合氯化銅晶體。A項(xiàng)，由上述分析可知，固體1為氯化銅、氯化鐵，固體2中含氫氧化鐵，其中Fe元素的價(jià)態(tài)均為＋3價(jià)，正確；B項(xiàng)，檢驗(yàn)溶液2中的雜質(zhì)Fe3＋是否除盡可以選用KSCN溶液，不能用鐵氰化鉀溶液，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，試劑X可能是CuO或氫氧化銅，操作②中結(jié)晶時(shí)為抑制CuCl2水解，需要通入HCl氣體，正確；D項(xiàng)，反應(yīng)②的離子方程式為2Cu2＋＋SO2＋2H2O＋2Cl－===2CuCl↓＋SO＋4H＋，正確。6．(2021·山東新高考全真模擬)為研究廢舊電池的再利用，實(shí)驗(yàn)室利用舊電池的銅帽(主要成分為Zn和Cu)回收Cu并制備ZnO的部分實(shí)驗(yàn)過程如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．“溶解”操作中溶液溫度不宜過高B．銅帽溶解后，將溶液加熱至沸騰以除去溶液中過量的氧氣或H2O2C．與鋅粉反應(yīng)的離子可能為Cu2＋、H＋D．“過濾”操作后，將濾液蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥后，高溫灼燒即可得純凈的ZnO解析：選D。A項(xiàng)，為避免過氧化氫的分解或增大氧氣的溶解度，“溶解”操作中溶液溫度不宜過高，故A正確；B項(xiàng)，銅帽溶解后，溶液中存在氧氣或過氧化氫，將溶液加熱至沸騰，可除去溶液中過量的氧氣或H2O2，故B正確；C項(xiàng)，固體溶解后溶液中存在Cu2＋、H＋，二者都與鋅反應(yīng)，故C正確；D項(xiàng)，濾液中含有硫酸鋅，蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥后，高溫灼燒不能得到ZnO，故D錯(cuò)誤。7．(2021·安徽“皖南八?！备呷谝淮温?lián)考)硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料。工業(yè)上以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸和輕質(zhì)氧化鎂，其工藝流程如下：下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A．“溶浸”中產(chǎn)生的氣體是氨氣B．“濾渣1”是SiO2C．“過濾2”前，將溶液pH調(diào)至3.5，目的是轉(zhuǎn)化為硼酸沉淀D．“沉鎂”中得到的母液經(jīng)加熱后可返回“溶浸”工序循環(huán)使用解析：選B。A項(xiàng)，“溶浸”是利用銨根離子水解顯酸性進(jìn)行的，由于該操作中消耗氫離子，促進(jìn)銨根離子的水解，導(dǎo)致產(chǎn)生氨氣，A正確；B項(xiàng)，根據(jù)流程圖， 流程的后續(xù)產(chǎn)物為硼酸和Mg(OH)2·MgCO3，根據(jù)過濾2及沉鎂所得成分可知，過濾1得到的濾渣1的成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，“過濾2”前，將溶液pH調(diào)至3.5，目的是轉(zhuǎn)化為硼酸沉淀，促進(jìn)析出，C正確；D項(xiàng)，“沉鎂”中得到的母液經(jīng)加熱后的主要成分為硫酸銨，可以返回“溶浸”工序循環(huán)使用，D正確。8．(2021·鄭州模擬)某同學(xué)采用工業(yè)大理石(含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì))制取CaCl2·6H2O，設(shè)計(jì)了如下流程：下列說法不正確的是(　　)A．固體Ⅰ中含有SiO2，固體Ⅱ中含有Fe(OH)3B．使用石灰水時(shí)，要控制pH，防止固體Ⅱ中Al(OH)3轉(zhuǎn)化為AlOC．試劑a選用鹽酸，從溶液Ⅲ得到CaCl2·6H2O產(chǎn)品的過程中，須控制條件防止其分解D．若改變實(shí)驗(yàn)方案，在溶液Ⅰ中直接加氨水至沉淀完全，濾去沉淀，其溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶也可得到純凈CaCl2·6H2O解析：選D。向工業(yè)大理石(含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì))中加入足量的鹽酸，得到二氧化硅沉淀和氯化鈣、氯化鋁、氯化鐵混合溶液，所以固體Ⅰ中含有SiO2，向溶液Ⅰ中加石灰水，控制pH，可以得到Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，即為固體Ⅱ，過濾，向溶液Ⅱ中加入鹽酸中和過量的氫氧化鈣，得氯化鈣溶液，CaCl2·6H2O易分解，從溶液中獲得氯化鈣晶體時(shí)，要防止其分解。A項(xiàng)，根據(jù)上述分析可知，固體Ⅰ中含有SiO2，固體Ⅱ中含有Fe(OH)3，正確；B項(xiàng)，氫氧化鋁具有兩性，可溶于氫氧化鈣溶液，生成AlO，正確；C項(xiàng)，CaCl2·6H2O易分解，從溶液中獲得氯化鈣晶體時(shí)，要防止其分解，正確；D項(xiàng)，若改變實(shí)驗(yàn)方案，在溶液Ⅰ中直接加氨水至沉淀完全，濾去沉淀，其溶液中含有氯化銨，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、 冷卻結(jié)晶得到的CaCl2·6H2O不純，錯(cuò)誤。9．(2021·石家莊一模)某化工廠制備凈水劑硫酸鐵銨晶體[NH4Fe(SO4)2·6H2O]的一種方案如下：下列說法不正確的是(　　)A．濾渣A的主要成分是CaSO4B．相同條件下，NH4Fe(SO4)2·6H2O凈水能力比FeCl3強(qiáng)C．“合成”反應(yīng)要控制溫度，溫度過高，產(chǎn)率會(huì)降低D．“系列操作”包括蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、干燥等解析：選B。硫酸鈣微溶于水，濾渣A的主要成分是硫酸鈣，A項(xiàng)正確；NH抑制Fe3＋的水解，故相同條件下氯化鐵凈水能力比硫酸鐵銨晶體強(qiáng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；“合成”時(shí)如果溫度過高，會(huì)促進(jìn)Fe3＋的水解，C項(xiàng)正確；從溶液中獲得硫酸鐵銨晶體宜采用降溫結(jié)晶法，D項(xiàng)正確。10．(雙選)(2021·安徽重點(diǎn)中學(xué)模擬)工業(yè)生產(chǎn)硫酸的黃鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3，還含有少量的FeS、SiO2、Cu、Au、Ag等)是工業(yè)三廢之一，其綜合利用是一條變廢為寶的重要途徑。以黃鐵礦燒渣為原料制備顏料鐵紅(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4的生產(chǎn)工藝流程如圖所示。下列說法不正確的是(　　)A．將礦渣粉碎和提高溶解溫度能提高“廢渣溶解”速率B．“氧化”的目的是將＋2價(jià)鐵氧化為＋3價(jià)鐵C．(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中Fe的化合價(jià)為＋2價(jià)D．該工藝流程中，兩次加入氨水都是為了把Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3解析：選CD。增大反應(yīng)物接觸面積、升高溫度均可加快反應(yīng)速率，A正確；廢渣溶解得到的溶液中含有Fe2＋，為了提高Fe2O3的純度和產(chǎn)率，須將Fe2＋氧化 為Fe3＋，B正確；根據(jù)化合物中各元素正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知，(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中Fe的化合價(jià)為＋3價(jià)，C不正確；由題圖可知，第一次加入氨水是為了將Fe3＋轉(zhuǎn)化為(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12，D不正確。