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专题14 化工流程选择题1工业上用铝土矿(主要成分为A12O3，还有少量的Fe2O3、SiO2等杂质)提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下:下列说法错误的是A 滤渣A主要成分为SiO2B 滤液乙含有的阴离子主要为Al(OH)4-、Cl-、OH-C 滤液丙中溶质的主要成分为Na2CO3D 的基本反应类型为分解反应【答案】C加热分解生成氧化铝和水，为分解反应，故正确。2CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是（ ）A Y可以是葡萄糖B 途径所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为32C 相对于途径、，途径更好地体现了绿色化学思想D 1 mol CuSO4在1100 所得混合气体X中O2为0.75 mol【答案】D【解析】葡萄糖含有醛基，能被新制氢氧化铜悬浊液氧化，氢氧化铜被还原为氧化亚铜，所以Y可为葡萄糖，A正确；如途径用混酸，Cu与混酸反应离子反应为3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O，从方程式知，硝酸根离子由硝酸提供，氢离子由硝酸和硫酸提供，所以硝酸为2mol时，硫酸为3mol，因此所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为32，B正确；相对于途径、，途径的优点是制取等质量胆矾需要的硫酸少、途径无污染性气体产生，所以途径更好地体现了绿色化学思想，C正确；根据2CuSO4Cu2O+SO2+O2可知1molCuSO4在1100分解，所得混合气体X中O2为0.5mol，D错误。3工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是()A 试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸B 反应过滤后所得沉淀为氢氧化铁C 电解法制取铝单质时也可以采用电解氯化铝以降低成本D 反应的化学方程式为NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3【答案】D【解析】由溶液中通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀、碳酸氢钠可知，溶液中含有偏铝酸根、气体Y为二氧化碳，故试剂X为氢氧化钠溶液，不可能为盐酸，A错误；Al2O3溶于氢氧化钠溶液得到NaAlO2溶液，Fe2O3与氢氧化钠溶液不反应，则过滤后所得沉淀为Fe2O3，B错误；熔融状态下氯化铝不导电，工业上通过电解熔融Al2O3制取铝单质，C错误；反应过滤后所得溶液为NaAlO2溶液，向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀，反应的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3+NaHCO3，D正确。4某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物，物质转化关系如图所示：下列说法错误的是()A a、b、c既能与酸又能与碱反应B ab发生的反应为AlOHH2O=Al(OH)3C bcAl的反应条件分别为：加热、电解D X为NaOH溶液，Y为盐酸【答案】A【解析】 b为氢氧化铝，为两性氢氧化物，既能与酸又能与碱反应，C为氧化铝，属于两性氧化物，既能与酸又能与碱反应，a为偏氯酸钠溶液，只能和酸反应，不能和碱反应，A错误；a为偏氯酸钠溶液，b为氢氧化铝，ab发生的反应为NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3+NaCl，5实验室通常采用粗锌与稀硫酸制氢气，因此制氢废液中含有大量的硫酸锌，同时含少量硫酸亚铁、硫酸铅等杂质。由制氢废液制备硫酸锌晶体（ZnSO47H2O）的流程如下：下列说法不正确的是A 步骤，涉及的化学反应为：2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2 H2OB 步骤，加入适量ZnO的目的是：调节溶液pH，沉淀Fe3+C 步骤，涉及的操作有：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥D 步骤，产物一定是：ZnO和SO2【答案】D【解析】A项，制氢废液中含大量的ZnSO4，同时含少量FeSO4、硫酸铅等杂质，步骤，加入足量H2O2将FeSO4完全氧化成Fe2（SO4）3，反应的离子方程式为2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O，A项正确；B项，步骤加入适量ZnO，调节溶液的pH，使Fe3+完全转化成Fe（OH）3沉淀，B项正确；C项，经过滤除去Fe（OH）3和PbSO4得到ZnSO4溶液，步骤从ZnSO4溶液中获得硫酸锌晶体的操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，C项正确；D项，步骤从硫酸锌晶体制备ZnO，反应中Zn元素的化合价没有变化，产物可能是ZnO和SO3或ZnO、SO2和O2或它们的混合物，D项错误。6工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法不正确的是()A 在铝土矿制备较高纯度Al的过程中常用到NaOH溶液、CO2气体、冰晶石B 石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应C 在制粗硅时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为21D 黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO均是还原产物【答案】D【解析】A. 用铝土矿制备较高纯度A1，首先用NaOH溶液将铝土矿中的氧化铝溶解转化为偏铝酸钠溶液，然后过滤、向滤液中通入CO2气体把偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，再过滤得氢氧化铝，接着加热氢氧化7工业上用铝土矿(主要成分为A12O3，含FeO杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列说法正确的是A 试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸溶液B 反应、过滤后所得沉淀为氢氧化铁C 图中所示转化反应都不是氧化还原反应D 反应的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=A1(OH)3+NaHCO3【答案】D【解析】A、由溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀、碳酸氢钠可知，溶液乙中含有偏铝酸根、气体Y为二氧化碳，故试剂X为氢氧化钠溶液，不可能为盐酸，故A错误；B、氧化铁与氢氧化钠不反应，反应后过滤所带沉淀为氧化铁，故B错误；C、电解熔融氧化铝生成铝和氧气属于氧化还原反应，故C错误；D、过量的二氧化碳与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，反应方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3，故D正确。8某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)，设计了如下流程：下列说法不正确的是A 溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉B 固体1中一定含有SiO2；控制pH是为了使Al3+转化为A1(OH)3进入固体2C 若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2OD 从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解【答案】C【解析】A由流程分析可知，溶解烧渣选用足量硫酸，X为铁粉，故A正确；B由流程分析可知，固体1中一定含有SiO2，调节pH值使铝离子完全生成氢氧化铝沉淀，则固体2为氢氧化铝，故B正确；C在溶液1中含有铁离子和铝离子，加过量的氢氧化钠，铝离子转化为偏铝酸根离子，铁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化铁沉淀，所以最终得到的是硫酸铁而不是硫酸亚铁，故C错误；D亚铁离子易被空气中的氧气氧化，而且受热易失去结晶水，所以从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解，D正确。9铝土矿的主要成分为Al2O3和SiO2（含有少量不溶性杂质），利用铝土矿制备Al（OH）3流程如下（所用化学试剂均过量）。下列说法不正确的是A Al（OH）3可用作治疗胃酸过多B 加CaO除Si得到的沉淀主要成分为H2SiO3C 气体a成分为CO2D 滤液III中溶质为Ca（HCO3）2和NaHCO3【答案】B10由硫铁矿(主要成分：FeS2和SiO2)为主要原料得到绿矾(FeSO47H2O)的流程如下：下列说法不正确的是（ ）A 过程1,废气中含SO2B 过程2,试剂a为稀硫酸C 过程3,离子方程式为2Fe3+SO2+2H2O=2Fe2+SO42-+4H+D 过程4,将溶液加热到有较多固体析出,再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾【答案】D【解析】由制备绿矾流程可知，硫铁矿(主要成分：FeS2和SiO2)高温煅烧后的烧渣(主要成分：Fe2O3和SiO2)溶于硫酸，溶液中含Fe3+，过程2过滤除去二氧化硅，滤液中通入二氧化硫，将铁离子还原生成亚铁离子，过程4为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾。A根据上述分析，过程1，废气中含SO2，故A正确；B因绿矾的酸根离子为硫酸根离子，则过程2最好用硫酸来溶解烧渣，故B正确；C. 过程3中二氧化硫将铁离子还原生成硫酸亚铁，离子方程式为2Fe3+SO2+2H2O=2Fe2+SO42-+4H+，故C正确；D. 过程4，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，蒸干时绿矾受热失去结晶水，得不到纯净绿矾，故D错误。11以软锰矿、石灰石和含SO2的工业尾气为原料可制备K2SO4、Mn3O4，如图是该生产的工艺流程：下列判断正确的是A 反应是CaCO3转化为CaSO3B 反应是NH3提供碱性环境，微溶物转化为难溶物C 反应加入的试剂a是氨水D 反应利用了SO2的氧化性和酸性【答案】B12SiO2是一种化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是A 高炉炼铁时，加入石灰石将铁矿石中的脉石(主要成分为SiO2)转化为易熔的炉渣B 纯净的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要基础材料C 用盐酸可除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙D 图中所含反应都不属于氧化还原反应【答案】D13工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3等杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列判断正确的是A 试剂X为稀硫酸B 反应的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2OAl(OH)3+HCO3-C 反应、的反应类型完全相同D 反应所得的沉淀无任何价值【答案】B【解析】选项A，试剂X应是NaOH溶液，错误；选项B，溶液乙中含有AlO2-，AlO2-与过量CO2、H2O反应生成Al(OH)3沉淀，正确；选项C，反应、是复分解反应，反应是分解反应，反应 是电解Al2O3生成Al的反应，属于分解反应，且该反应有电子转移，是氧化还原反应，错误；选项D，反应所得沉淀的主要成分为Fe2O3，经提纯后可用作颜料或用于冶铁等。14镓(Ga)与铝属于同主族元素，金属镓曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备金属镓的流程如下图所示：下列判断不合理的是A 镓为+3价 B 碱性：Ga(OH)3Al(OH)3C Ga2O3能与强酸、强碱反应 D NaGaO2与CO2反应，说明镓的金属性强于铝【答案】D【解析】A、镓与铝属于第IIIA族元素，故化合价为+3价，故A正确；B、同住族元素从上到下，金属性逐渐增强，氧化物对应的水化物碱性也越强，所以碱性：Ga(OH)3Al(OH)3，故B正确；C、根据图中信息，Ga2O3能强碱反应，Ga2O3是金属氧化物也可以和强酸反应，故C正确；D、 NaGaO2与CO2反应，NaAlO2也可与CO2反应，不能说明镓的金属性强于铝，故D错误。15硫酸锰可用于饲料营养强氧化剂和媒染剂。其生产原材料软锰矿（MnO2）、菱锰矿（MnCO3）中常混有硫酸亚铁和硫酸镁等杂质，生产工艺如下图：已知：（1）硫酸锰晶体和硫酸镁晶体的溶解度曲线如下图。（2）完全沉淀离子的pH：Fe3+为3.5，Fe2+为9.5，Mn2+为10.8，Mg2+为l1.6。下列判断正确的是A 试剂A应该选择H2O2，目的是将Fe2+氧化为Fe3+B 在蒸发结晶时，温度应该略高于60CC 操作I包括蒸发、冷却、结晶、趁热过滤、洗涤等步骤，洗涤时可用稀硫酸做洗液D 试剂A应该选择氨水，目的是调节溶液的pH【答案】B16NH4Al(SO4)212H2O俗称铵明矾，其性质稳定，是化学实验常用的基准试剂，借助碳酸氢铵与硫酸钠可以制备纯净的铵明矾，制备过程如下图，下面相关说法错误的是A 为加快操作I的速率实验时采用抽滤，常用玻璃纤维替代滤纸B 操作I的基本过程为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥C 使用NaOH和BaCl2试剂可以检验铵明矾的三种离子D 若气体a通入到饱和的纯碱溶液中会有晶体析出，该晶体与固体a相同【答案】C【解析】玻璃纤维性质稳定，且韧性比滤纸的韧性好，可以替代使用，加快抽滤速率， A正确；碳酸氢铵饱和液与硫酸钠溶液混合反应后生成碳酸氢钠和硫酸铵，然后制成高温时的饱和液，进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥操作，可以得到碳酸氢钠固体，B正确；铵根离子和NaOH反应生成一水合氨，一水合氨和铝离子反应产生白色沉淀氢氧化铝，而铝离子直接与NaOH反应也可产生白色沉淀氢氧化铝，因此无法确定铵根离子存在，C错误；气体a为二氧化碳，通入到饱和的纯碱溶液中会有产生碳酸氢钠晶体析出，与固体a成分相同，D正确。17工业上用粗盐(含Ca2、Mg2、等杂质)为主要原料采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH4Cl，工艺流程如下图所示，下列有关说法正确的是()A 在“侯氏制碱法”中涉及到了氧化还原反应B 饱和食盐水中先通入的气体为CO2C 流程图中的系列操作中一定需要玻璃棒D 工艺中只有碳酸氢钠加热分解产生的CO2可回收循环利用【答案】C【解析】A；在“侯氏制碱法”中涉及到了NH3+H2O+CO2=NH4HCO3；NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2几个反应，不属于氧化还原反应，故A错；B、二氧化碳在水中溶解度较小，氨气溶解度较大，故应先通入氨气，碱性溶液中再通入二氧化碳，二氧化碳的溶解度增大，可以达到实验目的，选项B错误；C、从溶液中得到固体，需要加热浓缩、冷却结晶、过滤等操作，这些过程中需要玻璃棒搅拌、引流等，选项C正确；D. 工艺中只有碳酸氢钠加热分解产生的NH4Cl、CO2可回收循环利用 故D错。18铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，下图所示是从铝土矿中制备铝的工艺流程:已知:溶液中硅酸钠与偏铝酸钠反应能生成硅铝酸盐沉淀，化学方程式为:2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O=Na2Al2Si2O8+4NaOH。下列说法不正确的是A 滤渣A的成分为Na2Al2Si2O8和Fe2O3B 用过量CO2酸化，生成Al(OH)3的反应:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-C 过滤操作时，用玻璃棒搅拌，可以加快过滤速度D 灼烧操作前，坩埚需先洗净，再擦干【答案】C【解析】A.只有氧化铁与碱不反应，结合信息可知还生成Na2Al2Si2O8沉淀，则滤渣A的主要成分为Fe2O3、Na2Al2Si2O8，故A正确；B.经过足量氢氧化钠溶液的溶解，大部分铝元素均以NaAlO2的形式存在于滤液中，通入过量二氧化碳可以将NaAlO2完全转化为Al(OH)3，反应的离子方程式为：AlO2-+2H2O+CO2HCO3-+Al(OH)3，故B正确；C. 过滤操作时，不能用玻璃棒搅拌，容易将滤纸捅破，故C错误；D. 灼烧操作前，坩埚需先洗净，再擦干，防止加热时坩埚炸裂，故D正确。19某硫酸厂回收利用废气中SO2的方案如图所示。下列说法不正确的是（ ）A X中可能含有2种盐B Y 中含有 NH4HSO4C (NH4)2S2O8是阴极产物D 气体a转化为H2SO4的过程中发生了氧化还原反应【答案】C【解析】SO2与氨水反应生成NH4HSO3或(NH4)2SO3，故A正确；亚硫酸的酸性小于硫酸，(NH4)2SO3与过量硫酸能生成NH4HSO4，故B正确；NH4HSO4 (NH4)2S2O8，硫元素化合价升高发生氧化反应，(NH4)2S2O8是阳极产物，故C错误；气体a是SO2，SO2转化为H2SO4的过程中硫元素化合价升高发生了氧化还原反应，故D正确。20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：下列说法正确的是 ()A 自然界中存在大量的单质硅B 步骤电弧炉中的化学方程式为SiO2CSiCO2C 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(沸点67.6 )，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3【答案】D21高纯度晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：下列说法不正确的是A 步骤的化学方程式为：SiO2+CSi+CO2B 步骤中每生成1mol Si，转移4mol电子C 高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料D SiHCl3（沸点33.0）中含有少量的SiCl4（沸点67.6），通过蒸馏（或分馏）可提纯SiHCl3【答案】A【解析】A. 步骤的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO，A错误；B. Si元素化合价从+4价降低到0价得到4个电子，因此步骤中每生成1molSi，转移4mol电子，B正确；C. 高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料，C正确；D. SiHCl3（沸点33.0）中含有少量的SiCl4（沸点67.6），二者的沸点相差较大，因此通过蒸馏（或分馏）可提纯SiHCl3，D正确。22某学习小组的同学按下列实验流程制备Na2CO3，设计的部分装置如图所示。下列叙述正确的是A 若X为浓氨水，Y为生石灰，则可用装置甲制取NH3B 反应可在装置乙中发生，反应可在装置丁中发生C 可用装置丙进行过滤操作D 将母液蒸干灼烧后可得到NH4Cl固体【答案】C【解析】A项，生石灰遇水会变为粉末状熟石灰，所以浓氨水与生石灰制取NH3不适合用图甲装置，故A错误；B项，反应制取NaHCO3可在装置乙中发生，反应是NaHCO3加热分解制Na2CO3，同时有CO2和水生成，丁中试管口应略向下倾斜，故反应不可以在装置丁中发生，故B错误；C项，装置丙为过滤装置，过滤是将固液混合物进行分离，可以用装置丙进行过滤操作，故C正确；D项，NH4Cl受热易分解，生成NH3和HCl，所以将母液蒸干灼烧后得不到NH4Cl固体，故D错误。23SO2通过下列工艺流程可制备化工原料H2SO4和清洁能源H2下列说法中不正确的是A 设备A中的溴水褪色，体现了SO2的还原性B 该生产工艺的优点：Br2可以循环利用，并获得清洁能源H2C 该工艺流程的总反应方程式为：SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBrD 设备C中是否残余H2SO4，可在C的样品溶液中加入BaCl2溶液，观察是否有沉淀【答案】C24NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质，如下图所示。下列说法正确的是A 石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂又是还原剂B 25时,NaHCO3 在水中的溶解度比Na2CO3 大C Cl2与过量的铁反应生成FeCl2D 图示转化反应都是氧化还原反应【答案】A【解析】A、石灰乳与Cl2反应的化学方程式为2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O，只有Cl元素化合价发生改变，Cl2既是氧化剂又是还原剂，故A正确；B、25，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3要小，如在饱和Na2CO3溶液中通入CO2会生成NaHCO3沉淀，故B错误；C、Cl2为强氧化剂，与Fe反应时，无论铁过量、少量，均生成FeCl3，故C错误；D、NaClNaHCO3Na2CO3，两步转化均没有化合价的改变，属于非氧化还原反应，故D错误。25碱式碳酸铝镁MgaAlb(OH)c(CO3)d在一定条件下的转化如下图所示，下列说法正确的是A Q可能为NH3B X可能为NaOHC a、b、c、d符合关系式:2a+3b=c+2dD 工业上用CO还原Al2O3的方法制取金属Al【答案】BC【解析】结合流程进行分析，溶液Z可能为NaAlO2溶液，则气体Q可能为CO2，不可能为NH3，A错误；根据流程，烧渣主要为氧化镁和氧化铝，氧化铝具有两性能溶于强碱溶液，所以溶液X可能为NaOH溶液，B正确；化合物中Mg的化合价为+2、Al的化合价为+3、氢氧根的化合价为-1、碳酸根的化合价为-2，根据正负化合价代数和为0可得，2a+3b=c+2d，C正确；金属活动性顺序表中铝及排在铝前面的金属一般用电解法制取，所以工业上用电解Al2O3的方法制取金属Al，D错误。
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