选择题13 “大题小做”——无机物制备流程分析1．(2023·湖北，3)工业制备高纯硅的主要过程如下：石英砂eq\o(――――――→,\s\up7(焦炭),\s\do5(1800～2000℃))粗硅eq\o(――→,\s\up7(HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(―――→,\s\up7(H2),\s\do5(1100℃))高纯硅下列说法错误的是( )A．制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2Ceq\o(=====,\s\up7(高温))Si＋2CO↑B．1molSi含Si—Si的数目约为4×6.02×1023C．原料气HCl和H2应充分去除水和氧气D．生成SiHCl3的反应为熵减过程答案 B解析 在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键，1molSi含Si—Si的数目约为2×6.02×1023，B说法错误；SiHCl3易水解，氢气中混有氧气易爆炸，原料气HCl和H2应充分去除水和氧气，C说法正确；Si＋3HCleq\o(=====,\s\up7(300℃))SiHCl3＋H2，该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成SiHCl3的反应为熵减过程，D说法正确。2．(2023·辽宁，10)某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3，已知焙烧后Cr元素以＋6价形式存在，下列说法错误的是( )A．“焙烧”中产生CO2B．滤渣的主要成分为Fe(OH)2C．滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrOeq\o\al(2－,4)D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用答案 B3．(2022·河北，8)LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如下：下列说法错误的是( )A．还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液直接返回还原工序B．除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离C．中和工序中的化学反应为Li2CO3＋2HBr===CO2↑＋2LiBr＋H2OD．参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1答案 A解析 由流程可知，氢溴酸中含有少量的溴，加入硫化钡将溴还原生成溴化钡和硫，再加入硫酸除杂，得到的滤渣为硫酸钡和硫；加入碳酸锂进行中和，得到的溴化锂溶液经浓缩等操作后得到产品溴化锂。还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液中含有溴化钠和次溴酸钠等物质，若直接返回还原工序，则产品中会有一定量的溴化钠，导致产品的纯度降低，A错误；除杂工序中产生的滤渣为硫酸钡和硫，硫可溶于煤油，而硫酸钡不溶于煤油，因此可用煤油进行组分分离，B正确；中和工序中，碳酸锂和氢溴酸发生反应生成溴化锂、二氧化碳和水，C正确；根据得失电子守恒可知，溴和硫化钡反应时物质的量之比为1∶1；根据硫酸钡的化学组成及钡元素守恒可知，n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1，因此，参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1，D正确。4．(2023·湖南，9)处理某铜冶金污水(含Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋、Al3＋)的部分流程如下：已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：物质Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Al(OH)3开始沉淀pH1.94.26.23.5完全沉淀pH3.26.78.24.6②Ksp(CuS)＝6.4×10－36，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。下列说法错误的是( )A．“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3B．Na2S溶液呈碱性，其主要原因是S2－＋H2OHS－＋OH－C．“沉淀池Ⅱ”中，当Cu2＋和Zn2＋完全沉淀时，溶液中eq\f(cCu2＋,cZn2＋)＝4.0×10－12D．“出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水答案 D解析 当pH＝1.9时氢氧化铁开始沉淀，当pH＝3.5时氢氧化铝开始沉淀，当pH＝4时，则会生成氢氧化铝和氢氧化铁，即“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3，A正确；硫化钠溶液中的硫离子可以水解，产生氢氧根离子，使溶液显碱性，其第一步水解的方程式为S2－＋H2OHS－＋OH－，B正确；当铜离子和锌离子完全沉淀时，则硫化铜和硫化锌都达到了沉淀溶解平衡，则eq\f(cCu2＋,cZn2＋)＝eq\f(cCu2＋·cS2－,cZn2＋·cS2－)＝eq\f(KspCuS,KspZnS)＝eq\f(6.4×10－36,1.6×10－24)＝4.0×10－12，C正确；“出水”中除含有阴离子外，还含有大量的Na＋、Ca2＋等，故只经阴离子交换树脂软化处理后，不可用作工业冷却循环用水，D项错误。1．题型特点(1)呈现形式：文字描述＋框图。(2)考查目的：重点考查学生从文字和框图中收集证据、综合运用必备知识进行推理论证解决实际问题的能力。(3)选项设置①核心元素转化过程中条件控制、定性及定量关系判断(难点)。②过渡金属元素价态变化特点、形成氢氧化物沉淀的条件、形成配合物的性质等。③物质分离提纯中涉及仪器使用、操作注意事项的判断等。④绿色化学思想的考查，主要是废物的再利用、循环物质的判断等。2．熟悉几种重要元素及其化合物的转化关系(1)铝的重要化合物(2)铁的重要化合物热点方程式规范书写①氯化铁溶液煮沸(用离子方程式表示)：Fe3＋＋3H2Oeq\o(=====,\s\up7(△))Fe(OH)3＋3H＋。②氢氧化铁加热分解：2Fe(OH)3eq\o(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O。③氢氧化亚铁在空气中久置：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3。④亚铁离子被氯水、过氧化氢氧化(用离子方程式表示)：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。⑤铁离子被硫离子、碘离子还原(用离子方程式表示)：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓；2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。(3)硫及其重要化合物热点方程式规范书写①将H2S气体通入CuSO4溶液中：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4。②将SO2通入H2S溶液中：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O。③实验室利用Na2SO3和浓H2SO4制SO2：Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑。④硫代硫酸钠(Na2S2O3)和盐酸的反应：Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O。⑤将SO2气体通入FeCl3溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，其原因是(用离子方程式表示)：SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe2＋＋4H＋。⑥S2－和SOeq\o\al(2－,3)可以大量共存，但加入H2SO4后，则不能大量共存，其原因是(用离子方程式表示)：2S2－＋SOeq\o\al(2－,3)＋6H＋===3S↓＋3H2O。(4)硅的重要化合物1．(2023·天津统考一模)工业上将氯气通入石灰乳中制备漂白粉，制备流程如下。下列有关说法正确的是( )A．漂白粉是混合物B．“反应”中Cl2是氧化剂，石灰乳是还原剂C．漂白粉配成溶液后必须加入盐酸才能制得具有漂白性的物质D．工业制备漂白粉的离子方程式为2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O答案 A解析 漂白粉中含有氯化钙和次氯酸钙等，为混合物，A正确；石灰乳和氯气反应的化学方程式为2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，氯气既作氧化剂又作还原剂，B错误；漂白粉配成溶液后，在空气中遇到二氧化碳，强酸制弱酸即可得到次氯酸，加盐酸可能会发生副反应产生氯气，C错误；工业制备漂白粉加入的是石灰乳，在书写离子方程式时不拆，D错误。2．(2023·江苏南通统考一模)无水FeCl3常用作芳烃氯代反应的催化剂。以废铁屑(主要成分Fe，还有少量Fe2O3、C和SiO2)制取无水FeCl3的流程如下，下列说法正确的是( )A．“过滤”所得滤液中大量存在的离子有Fe3＋、Fe2＋、H＋、Cl－B．“氧化”时可使用新制氯水作氧化剂C．将“氧化”后的溶液蒸干可获得FeCl3·6H2OD．“脱水”时加入SOCl2能抑制FeCl3的水解，原因是SOCl2与水反应生成H2SO4和HCl答案 B解析 废铁屑加入盐酸酸溶，碳、二氧化硅不反应，铁转化为盐溶液，过滤，滤液加入氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子，处理得到FeCl3·6H2O，加入SOCl2脱水得到FeCl3。铁屑主要成分为Fe，铁和铁离子反应生成亚铁离子，故“过滤”所得滤液中大量存在的离子有Fe2＋、H＋、Cl－，A错误；氯气具有氧化性，且不引入新杂质，故“氧化”时可使用新制氯水作氧化剂，B正确；铁离子水解生成氢氧化铁，故不能将“氧化”后的溶液蒸干来获得FeCl3·6H2O，C错误；SOCl2与水反应生成SO2和HCl，D错误。3．(2023·山东淄博一模)从电镀污泥(含Ni2＋、Ca2＋、Fe3＋、Al3＋等)中提取镍的工艺流程如图所示，下列说法错误的是( )已知：丁二酮肟可与Ni2＋反应生成易溶于有机溶剂的配合物：Ni2＋＋2C4H8N2O2i(C4H7N2O2)2＋2H＋。A．“氨浸”可除去Ca2＋、Fe3＋、Al3＋等金属阳离子B．进行操作Ⅰ时，将有机相从分液漏斗上口倒出C．操作Ⅱ为反萃取，试剂X可为盐酸，有机相可返回操作Ⅰ循环使用D．操作Ⅲ可能为过滤、洗涤、干燥、灼烧答案 B解析 从电镀污泥(含Ni2＋、Ca2＋、Fe3＋、Al3＋等)中提取镍，加碳酸铵和氨水进行氨浸，浸出渣为CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3，“氨浸”可除去Ca2＋、Fe3＋、Al3＋等金属阳离子，故A正确；操作Ⅰ为萃取，氯仿密度大于水，将有机相从分液漏斗下口放出，故B错误；操作Ⅱ为反萃取，试剂X可为盐酸，反萃取得到含镍离子的溶液和有机相，有机相可返回操作Ⅰ循环使用，节约成本，故C正确；沉镍后，操作Ⅲ可能为过滤、洗涤、干燥、灼烧，得含镍的化合物，故D正确。4．(2023·北师大实验中学一模)由工业废铜泥[主要成分为CuS、Cu2S、Cu2(OH)2CO3，含少量Fe]制备难溶于水的氯化亚铜，其工艺流程如图。下列说法错误的是( )A．“灼烧”可将CuS、Cu2S等转化为CuOB．“除杂”①过程中升高温度或增大c(H2O2)一定能加快化学反应速率C．流程中的H2SO4可循环使用D．“还原”中每消耗1mol还原剂，理论上可获得2molCuCl答案 B解析 灼烧过程中，空气中的氧气可将CuS、Cu2S等转化为CuO，A正确；除杂过程中加入过氧化氢溶液，若温度过高，则过氧化氢会分解，化学反应速率可能变慢，B错误；酸浸过程消耗硫酸，还原过程生成硫酸，所以硫酸可以循环使用，C正确；根据得失电子守恒，还原剂为亚硫酸钠，设CuCl的物质的量为xmol，则有以下关系：Na2SO3 ～ 2e－ ～ 2CuCl1mol2mol2mol1mol2molxmolx＝2，D正确。5．(2023·河北邯郸统考一模)“太空金属”钛广泛应用于新型功能材料等方面，工业上用钛铁矿(主要成分是TiO2，含少量FeO和Fe2O3)冶炼金属钛的工艺流程如图所示，下列说法正确的是( )A．基态钛原子核外有4个未成对电子B．金属Mg与TiCl4可在氮气气氛条件下进行反应C．步骤Ⅱ加热可促进TiO2＋的水解D．步骤Ⅲ中可能发生的反应为TiO2＋2Cl2＋Ceq\o(=====,\s\up7(△))TiCl4＋CO答案 C解析 基态钛原子核外电子排布式为[Ar]3d24s2，有2个未成对电子，A错误；Mg能与N2反应，B错误；TiO2＋会水解，步骤Ⅱ加热可促进TiO2＋的水解，C正确；方程式未配平，步骤Ⅲ中可能发生的反应为TiO2＋2Cl2＋2Ceq\o(=====,\s\u