热考题型特训3 “微流程”——金属及其化合物的转化1．(2020·新高考山东卷)以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是( )A．浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4ClD．分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同解析：选B。结合工艺流程可知，煅烧后得到的轻烧粉的成分为MgO和少量SiO2、Fe2O3、Al2O3，NH4Cl溶液呈酸性，浸出时使MgO及Fe2O3、Al2O3溶解，浸出后得到的废渣中含有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3，所得浸出液中含有Mg2＋及过量的NH4Cl，加入氨水时Mg2＋转化为Mg(OH)2，经煅烧得到高纯镁砂MgO。结合流程图和上述分析可知，浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O，A项正确；浸出可以在较高温度下进行，促进NH4Cl水解和NH3的逸出，但沉镁时应在低温下进行，以减弱氨水分解，B项错误；结合流程图可知，浸出得到的NH3可转化为氨水，用于沉镁，滤液中含有过量的NH4Cl，可用于浸出时的反应液，故该流程中NH3和NH4Cl可循环使用，C项正确；本流程中分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋时，Al3＋、Fe3＋转化为沉淀，是利用了它们氢氧化物的Ksp不同，D项正确。2．(2021·济南一模)用含铁废铜制备胆矾的流程如图所示：
下列说法错误的是( )A．物质A可选用盐酸B．Ⅰ中加H2O2的目的是溶解铜并将Fe2＋氧化为Fe3＋C．长时间加热煮沸Ⅲ中悬浊液的目的是充分聚沉Fe(OH)3D．“系列操作”包括蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤解析：选A。物质A应选用稀硫酸，不能选用盐酸，否则会引入氯离子杂质，A错误；H2O2具有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，也能在酸性环境下溶解铜，B正确；长时间加热煮沸Ⅲ中悬浊液的目的是充分聚沉Fe(OH)3，以便过滤除去，C正确；从滤液中得到胆矾晶体的操作是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，D正确。3．(2021·湖南、湖北四校联考)已知TeO2微溶于水，易溶于强酸和强碱。从粗铜精炼的阳极泥(主要含有Cu2Te)中提取粗碲的一种工艺流程如图。下列有关说法正确的是( )A．“氧化浸出”时为使碲元素沉淀充分，应加入过量的硫酸B．“过滤”用到的玻璃仪器：分液漏斗、烧杯、玻璃棒C．判断粗碲洗净的方法：取少量最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，没有白色沉淀生成D．“还原”时发生的离子方程式为2SO＋Te4＋＋4OH－===Te↓＋2SO＋2H2O解析：选C。从阳极泥中提取粗碲，第一步是将Te元素转化为TeO2沉淀过滤出来，考虑到TeO2易溶于强酸和强碱，所以“氧化浸出”步骤中酸不可过量，A错误；“过滤”操作需要用到漏斗，而不是分液漏斗，B
错误；通过分析流程可知，最终得到的粗碲固体表面会吸附溶液中的SO，因此判断粗碲洗净与否，只需要检验最后一次洗涤液中是否含有SO即可，C正确；“酸浸”时TeO2溶解生成Te(SO4)2，随后被Na2SO3还原，Ti4＋生成Te单质，SO生成SO，但反应物中不能存在OH－，正确的离子方程式为2SO＋Te4＋＋2H2O===2SO＋Te↓＋4H＋，D错误。4．(双选)(2021·山东六地市联考)以铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2，含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]为主要原料生产重铬酸钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)的主要工艺流程如下。下列关于该流程的说法错误的是( )A．煅烧生成Na2CrO4的反应为4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2B．SiO2在“浸出过滤”步骤中和Fe2O3一起被除去C．Na2CrO4到Na2Cr2O7转化的原理为2H＋＋2CrOCr2O＋H2OD．该工艺中“煅烧”产生的CO2可用于“除杂”步骤以节约生产成本，为完全除去AlO，发生的离子反应为CO2＋2AlO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO解析：选BD。根据流程可知，煅烧过程中反应物有空气、纯碱(Na2CO3)和铬铁矿，产物有Fe2O3、Na2CrO4和CO2，铬元素和铁元素被氧化，反应物中有空气，可推测氧化剂为氧气，根据电子守恒和元素守恒可知反应方程式为4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2，A正确；煅烧过程中加入纯碱，高温条件下SiO2会与纯碱发生反应，B错误；CrO与Cr2O存在平衡：2H＋＋2CrOCr2O＋H2O，加入稀硫酸会使平衡右移，生成Cr2O，C正确；CO2可与含AlO
的溶液反应生成氢氧化铝沉淀，为完全除去AlO，CO2应过量，生成HCO，D错误。5．(2021·烟台模拟)铜的氯化物是重要的化工原料，常用作有机合成催化剂。实验室用粗铜(含杂质Fe)制备氯化亚铜、氯化铜晶体的流程如下：下列说法错误的是( )A．固体1和固体2中Fe元素的价态相同B．检验溶液2中的杂质离子是否除尽可以选用KSCN溶液或铁氰化钾溶液C．试剂X可能是CuO，操作②中结晶时需要通入HCl气体D．反应②的离子方程式为2Cu2＋＋SO2＋2H2O＋2Cl－===2CuCl↓＋SO＋4H＋解析：选B。粗铜与足量的氯气反应生成氯化铜、氯化铁，即固体1；加稀盐酸溶解固体1，得到氯化铜和氯化铁的混合液，即溶液1；加入试剂X调节溶液的pH，使铁离子变为氢氧化铁沉淀，则固体2中含氢氧化铁、试剂X为氧化铜或氢氧化铜；氯化铜溶液与二氧化硫反应制取氯化亚铜；氯化铜溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法得到二水合氯化铜晶体。A项，由上述分析可知，固体1为氯化铜、氯化铁，固体2中含氢氧化铁，其中Fe元素的价态均为＋3价，正确；B项，检验溶液2中的杂质Fe3＋是否除尽可以选用KSCN溶液，不能用铁氰化钾溶液，错误；C项，试剂X可能是CuO或氢氧化铜，操作②中结晶时为抑制CuCl2水解，需要通入HCl气体，正确；D项，反应②的离子方程式为2Cu2＋＋SO2＋2H2O＋2Cl－===2CuCl↓＋SO＋4H＋，正确。6．(2021·山东新高考全真模拟)为研究废旧电池的再利用，实验室利用旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A．“溶解”操作中溶液温度不宜过高B．铜帽溶解后，将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或H2O2C．与锌粉反应的离子可能为Cu2＋、H＋D．“过滤”操作后，将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后，高温灼烧即可得纯净的ZnO解析：选D。A项，为避免过氧化氢的分解或增大氧气的溶解度，“溶解”操作中溶液温度不宜过高，故A正确；B项，铜帽溶解后，溶液中存在氧气或过氧化氢，将溶液加热至沸腾，可除去溶液中过量的氧气或H2O2，故B正确；C项，固体溶解后溶液中存在Cu2＋、H＋，二者都与锌反应，故C正确；D项，滤液中含有硫酸锌，蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后，高温灼烧不能得到ZnO，故D错误。7．(2021·安徽“皖南八校”高三第一次联考)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料。工业上以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸和轻质氧化镁，其工艺流程如下：下列叙述错误的是( )A．“溶浸”中产生的气体是氨气B．“滤渣1”是SiO2C．“过滤2”前，将溶液pH调至3.5，目的是转化为硼酸沉淀D．“沉镁”中得到的母液经加热后可返回“溶浸”工序循环使用解析：选B。A项，“溶浸”是利用铵根离子水解显酸性进行的，由于该操作中消耗氢离子，促进铵根离子的水解，导致产生氨气，A正确；B项，根据流程图，
流程的后续产物为硼酸和Mg(OH)2·MgCO3，根据过滤2及沉镁所得成分可知，过滤1得到的滤渣1的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3，B错误；C项，“过滤2”前，将溶液pH调至3.5，目的是转化为硼酸沉淀，促进析出，C正确；D项，“沉镁”中得到的母液经加热后的主要成分为硫酸铵，可以返回“溶浸”工序循环使用，D正确。8．(2021·郑州模拟)某同学采用工业大理石(含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)制取CaCl2·6H2O，设计了如下流程：下列说法不正确的是( )A．固体Ⅰ中含有SiO2，固体Ⅱ中含有Fe(OH)3B．使用石灰水时，要控制pH，防止固体Ⅱ中Al(OH)3转化为AlOC．试剂a选用盐酸，从溶液Ⅲ得到CaCl2·6H2O产品的过程中，须控制条件防止其分解D．若改变实验方案，在溶液Ⅰ中直接加氨水至沉淀完全，滤去沉淀，其溶液经蒸发浓缩、冷却结晶也可得到纯净CaCl2·6H2O解析：选D。向工业大理石(含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)中加入足量的盐酸，得到二氧化硅沉淀和氯化钙、氯化铝、氯化铁混合溶液，所以固体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，即为固体Ⅱ，过滤，向溶液Ⅱ中加入盐酸中和过量的氢氧化钙，得氯化钙溶液，CaCl2·6H2O易分解，从溶液中获得氯化钙晶体时，要防止其分解。A项，根据上述分析可知，固体Ⅰ中含有SiO2，固体Ⅱ中含有Fe(OH)3，正确；B项，氢氧化铝具有两性，可溶于氢氧化钙溶液，生成AlO，正确；C项，CaCl2·6H2O易分解，从溶液中获得氯化钙晶体时，要防止其分解，正确；D项，若改变实验方案，在溶液Ⅰ中直接加氨水至沉淀完全，滤去沉淀，其溶液中含有氯化铵，经蒸发浓缩、
冷却结晶得到的CaCl2·6H2O不纯，错误。9．(2021·石家庄一模)某化工厂制备净水剂硫酸铁铵晶体[NH4Fe(SO4)2·6H2O]的一种方案如下：下列说法不正确的是( )A．滤渣A的主要成分是CaSO4B．相同条件下，NH4Fe(SO4)2·6H2O净水能力比FeCl3强C．“合成”反应要控制温度，温度过高，产率会降低D．“系列操作”包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、干燥等解析：选B。硫酸钙微溶于水，滤渣A的主要成分是硫酸钙，A项正确；NH抑制Fe3＋的水解，故相同条件下氯化铁净水能力比硫酸铁铵晶体强，B项错误；“合成”时如果温度过高，会促进Fe3＋的水解，C项正确；从溶液中获得硫酸铁铵晶体宜采用降温结晶法，D项正确。10．(双选)(2021·安徽重点中学模拟)工业生产硫酸的黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3，还含有少量的FeS、SiO2、Cu、Au、Ag等)是工业三废之一，其综合利用是一条变废为宝的重要途径。以黄铁矿烧渣为原料制备颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4的生产工艺流程如图所示。下列说法不正确的是( )A．将矿渣粉碎和提高溶解温度能提高“废渣溶解”速率B．“氧化”的目的是将＋2价铁氧化为＋3价铁C．(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中Fe的化合价为＋2价D．该工艺流程中，两次加入氨水都是为了把Fe3＋转化为Fe(OH)3解析：选CD。增大反应物接触面积、升高温度均可加快反应速率，A正确；废渣溶解得到的溶液中含有Fe2＋，为了提高Fe2O3的纯度和产率，须将Fe2＋氧化
为Fe3＋，B正确；根据化合物中各元素正负化合价代数和为0可知，(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中Fe的化合价为＋3价，C不正确；由题图可知，第一次加入氨水是为了将Fe3＋转化为(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12，D不正确。
