無機化工微流程1.題型特點(1)核心元素轉化過程中條件控制、定性及定量關系判斷。(2)過渡金屬元素價態變化特點、形成氫氧化物沉淀的條件、形成配合物的性質等。(3)物質分離提純中涉及儀器使用、操作注意事項的判斷等。(4)綠色化學思想的考查，主要是廢物的再利用、循環物質的判斷等。2.熟悉幾種重要元素及其化合物的轉化關系(1)鋁的重要化合物(2)鐵的重要化合物(3)硫及其重要化合物(4)氮及其重要化合物(5)硅的重要化合物1.(2024·湖南，11)中和法生產Na2HPO4·12H2O的工藝流程如下：已知：①H3PO4的電離常數：Ka1=6.9×10-3，Ka2=6.2×10-8，Ka3=4.8×10-13；②Na2HPO4·12H2O易風化。下列說法錯誤的是()A.“中和”工序若在鐵質容器中進行，應先加入Na2CO3溶液B.“調pH”工序中X為NaOH或H3PO4C.“結晶”工序中溶液顯酸性D.“干燥”工序需在低溫下進行答案C解析鐵是較活潑金屬，可與H3PO4反應生成氫氣，故“中和”工序若在鐵質容器中進行，應先加入Na2CO3溶液，A正確；若“中和”工序加入的Na2CO3過量，則需要加入酸性物質來調節pH，為了不引入新雜質，可加入H3PO4；若“中和”工序加入H3PO4過量，則需要加入堿性物質來調節pH，為了不引入新雜質，可加入NaOH，B正確；“結晶”工序中的溶液為飽和Na2HPO4溶液，HPO42?的水解常數Kh=KwKa2=1.0×10?146.2×10?8≈1.6×10-7>Ka3，Na2HPO4的水解程度大于其電離程度，溶液顯堿性，C錯誤；由于Na2HPO2.(2024·黑吉遼，13)某工廠利用銅屑脫除鋅浸出液中的Cl-并制備Zn，流程如下，“脫氯”步驟僅Cu元素化合價發生改變。下列說法正確的是()鋅浸出液中相關成分(其他成分無干擾)離子Zn2+Cu2+Cl-濃度/(g·L-1)1450.031A.“浸銅”時應加入足量H2O2，確保銅屑溶解完全B.“浸銅”反應：2Cu+4H++H2O2=2Cu2++H2↑+2H2OC.“脫氯”反應：Cu+Cu2++2Cl-=2CuClD.脫氯液凈化后電解，可在陽極得到Zn答案C解析“浸銅”步驟中，銅屑不能溶解完全，Cu在“脫氯”步驟還需要充當還原劑，故A錯誤；“浸銅”時，銅屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+，反應的離子方程式為Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O，故B錯誤；“脫氯”步驟中，“浸銅”后的溶液中加入鋅浸出液，僅Cu元素的化合價發生改變，得到CuCl固體，即Cu的化合價升高，Cu2+的化合價降低，發生歸中反應，離子方程式為Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl，故C正確；脫氯液凈化后電解，Zn2+應在陰極得到電子變為Zn，故D錯誤。3.(2023·湖北，3)工業制備高純硅的主要過程如下：石英砂粗硅SiHCl3高純硅下列說法錯誤的是()A.制備粗硅的反應方程式為SiO2+2CSi+2CO↑B.1molSi含Si—Si鍵的數目約為4×6.02×1023C.原料氣HCl和H2應充分去除水和氧氣D.生成SiHCl3的反應為熵減過程答案B解析在晶體硅中，每個Si與其周圍的4個Si形成共價鍵并形成立體空間網狀結構，因此，平均每個Si形成2個共價鍵，1molSi含Si—Si的數目約為2×6.02×1023，B說法錯誤；SiHCl3易水解，氫氣中混有氧氣易爆炸，原料氣HCl和H2應充分去除水和氧氣，C說法正確；Si+3HClSiHCl3+H2，該反應是氣體分子數減少的反應，因此，生成SiHCl3的反應為熵減過程，D說法正確。4.(2023·遼寧，10)某工廠采用如下工藝制備Cr(OH)3，已知焙燒后Cr元素以+6價形式存在，下列說法錯誤的是()A.“焙燒”中產生CO2B.濾渣的主要成分為Fe(OH)2C.濾液①中Cr元素的主要存在形式為CrOD.淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用答案B5.(2023·湖南，9)處理某銅冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下：已知：①溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：物質Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Al(OH)3開始沉淀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。下列說法錯誤的是()A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3B.Na2S溶液呈堿性，其主要原因是S2-+H2OHS-+OH-C.“沉淀池Ⅱ”中，當Cu2+和Zn2+完全沉淀時，溶液中c(CuD.“出水”經陰離子交換樹脂軟化處理后，可用作工業冷卻循環用水答案D解析當pH=1.9時氫氧化鐵開始沉淀，當pH=3.5時氫氧化鋁開始沉淀，當pH=4時，則會生成氫氧化鋁和氫氧化鐵，即“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3，A正確；硫化鈉溶液中的硫離子可以水解，產生氫氧根離子，使溶液顯堿性，其第一步水解的離子方程式為S2-+H2OHS-+OH-，B正確；當銅離子和鋅離子完全沉淀時，則硫化銅和硫化鋅都達到了沉淀溶解平衡，則c(Cu2+)c(Zn2+)=c(Cu2+)·c(S2?)c(Zn2+6.(2023·福建，6)從煉鋼粉塵(主要含Fe3O4、Fe2O3和ZnO)中提取鋅的流程如圖。“鹽浸”過程ZnO轉化為[Zn(NH3)4A.“鹽浸”過程若浸液pH下降，需補充NH3B.“濾渣”的主要成分為Fe(OH)3C.“沉鋅”過程發生反應：[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-=D.應合理控制(NH答案B解析“鹽浸”過程ZnO轉化為[Zn(NH3)4]2+，發生反應：ZnO+2NH3+2NH4+=[Zn(NH3)4]2++H2O，根據題中信息可知，Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解，通入空氣氧化后Fe2+和Fe3+轉化為Fe(OH)3；“沉鋅”過程發生反應：[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-=ZnS↓+4NH3·H2O，經洗滌干燥后得到產物ZnS及濾液。“鹽浸”過程中消耗氨，浸液pH下降，需補充NH3，A正確；由分析可知，“濾渣”的主要成分為Fe3O4和Fe2O3，只含少量的Fe(OH)37.(2022·河北，8)LiBr溶液可作為替代氟利昂的綠色制冷劑。合成LiBr工藝流程如下：下列說法錯誤的是()A.還原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液直接返回還原工序B.除雜工序中產生的濾渣可用煤油進行組分分離C.中和工序中的化學反應為Li2CO3+2HBr=CO2↑+2LiBr+H2OD.參與反應的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)為1∶1∶1答案A解析由流程可知，氫溴酸中含有少量的溴，加入硫化鋇將溴還原生成溴化鋇和硫，再加入硫酸除雜，得到的濾渣為硫酸鋇和硫；加入碳酸鋰進行中和，得到的溴化鋰溶液經濃縮等操作后得到產品溴化鋰。還原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液中含有溴化鈉和次溴酸鈉等物質，若直接返回還原工序，則產品中會有一定量的溴化鈉，導致產品的純度降低，A錯誤；除雜工序中產生的濾渣為硫酸鋇和硫，硫可溶于煤油，而硫酸鋇不溶于煤油，因此可用煤油進行組分分離，B正確；中和工序中，碳酸鋰和氫溴酸發生反應生成溴化鋰、二氧化碳和水，C正確；根據得失電子守恒可知，溴和硫化鋇反應時物質的量之比為1∶1；根據硫酸鋇的化學組成及鋇元素守恒可知，n(BaS)∶n(H2SO4)為1∶1，因此，參與反應的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)為1∶1∶1，D正確。題型突破練[分值：50分](選擇題1~5題，每小題3分，6~12題，每小題5分，共50分)1.(2024·貴州省六校聯盟高三聯考)多晶硅生產工藝流程如圖所示。下列說法錯誤的是()A.粗硅粉碎的目的是增大接觸面積，加快反應速率B.該流程中可以循環使用的物質是HCl、H2C.為提高還原時SiHCl3的轉化率，可采取的措施為增大SiHCl3濃度D.SiCl4與上述流程中的單質發生化合反應，可以制得SiHCl3，其化學方程式為3SiCl4+Si+2H2=4SiHCl3答案C解析增大SiHCl3的濃度，可增大轉化速率，但不能提高還原時SiHCl3的轉化率，C錯誤；結合流程，對比SiHCl3和SiCl4，可知SiCl4與上述流程中的單質H2、Cl2發生化合反應生成SiHCl3，化學方程式為3SiCl4+Si+2H2=4SiHCl3，D正確。2.(2024·長沙高三新高考適應性考試)《自然·天文學》發表的一篇研究論文稱在金星大氣中探測到一個只屬于磷化氫(PH3)的特征光譜。磷化氫是一種無色、劇毒、易燃的強還原性氣體，制備的流程如圖所示：下列說法正確的是()A.通過晶體的X射線衍射實驗獲得P4分子中∠P—P—P鍵角為109°28'B.1molP4與足量濃NaOH溶液反應，氧化劑和還原劑的物質的量之比為1∶3C.次磷酸的分子式為H3PO2，屬于三元弱酸D.含Ca3P2等雜質的電石制得的乙炔中混有PH3，可用高錳酸鉀除去乙炔中的PH3答案B解析P4分子為正四面體形，∠P—P—P鍵角為60°，故A錯誤；P4與足量濃NaOH溶液反應，化學方程式為P4+3NaOH+3H2OPH3↑+3NaH2PO2，屬于歧化反應，氧化劑和還原劑的物質的量之比為1∶3，故B正確；次磷酸的分子式為H3PO2，由于與過量濃NaOH溶液反應生成NaH2PO2，說明H3PO2屬于一元酸，故C錯誤；高錳酸鉀也可氧化乙炔，故D錯誤。3.(2024·貴陽高三下學期適應性測試)實驗室制備FeCO3的流程如圖所示，下列敘述不正確的是()A.可用KSCN溶液檢驗FeSO4溶液是否變質B.沉淀時可用冷水浴降溫以防止NH4HCO3分解C.沉淀時的離子方程式：Fe2++HCO3?=FeCO3D.為了使FeCO3快速干燥，洗滌操作時可用無水乙醇答案C解析亞鐵離子變質會生成鐵離子，可利用KSCN溶液檢驗硫酸亞鐵溶液是否變質，若溶液變紅，則證明硫酸亞鐵溶液已變質，故A正確；NH4HCO3受熱易分解，所以加NH4HCO3溶液生成FeCO3沉淀時，可用冷水浴降溫以防止NH4HCO3分解，故B正確；硫酸亞鐵與NH4HCO3發生反應的離子方程式為Fe2++2HCO3?=FeCO3↓+H2O+CO2↑，故4.用FeCl3溶液腐蝕覆銅板產生的腐蝕廢液可回收利用，實驗流程如下。下列有關說法錯誤的是()A.“氧化”步驟中可用的試劑為氯氣B.“調pH”后，檢驗Fe3+是否沉淀完全的操作：取少量上層清液于試管中，滴加幾滴酸性KMnO4溶液，觀察溶液紫紅色是否褪去C.進行“灼燒”操作時用到的儀器主要有坩堝、坩堝鉗、泥三角、三腳架和酒精燈D.“步驟X”包含的操作有蒸發濃縮、冷卻結晶答案B解析“氧化”的目的是使Fe2+轉化為Fe3+，為防止引入雜質離子，可用的試劑為氯氣，A正確；酸性KMnO4溶液與Fe2+反應，使溶液紫紅色褪去，不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe3+是否存在，B錯誤；過濾除去Fe(OH)3沉淀的濾液中含有CuCl2，加入鹽酸酸化，可防止Cu2+水解，然后經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾就可以獲得CuCl2·2H2O晶體，D正確。5.(2024·湖南常德高三模擬)世界上95%的鋁業公司均使用拜耳法(原料為鋁土礦，主要成分為Al2O3，含少量Fe2O3、SiO2等)生產Al2O3，其工藝流程如下：下列說法錯誤的是()A.物質X為Fe2O3B.可用過量CO2代替氫氧化鋁晶種C.“緩慢加熱”可促使SiO2轉化為水合鋁硅酸鈉D.該流程中可循環利用的物質主要有氫氧化鋁晶種答案D解析氧化鐵和氫氧化鈉不反應，物質X為Fe2O3，A正確；過量CO2能和四羥基合鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀，可代替氫氧化鋁晶種，B正確；“緩慢加熱”有利于SiO2和氫氧化鈉、氧化鋁反應轉化為水合鋁硅酸鈉，C正確；該流程中得到的濾液2中含有氫氧化鈉，則可循環利用的物質主要為含氫氧化鈉的濾液，D錯誤。6.(2024·合肥第一中學高三第一次教學質量檢測)工業上以硫黃或黃鐵礦為原料制備硫酸的原理示意圖如圖。下列敘述錯誤的是()A.通過量的空氣可將硫黃直接轉化為SO3B.控制溫度400~500℃可增大催化劑活性C.吸收劑b可選用98.3%的濃硫酸D.工業上可用氨水處理尾氣中的SO2答案A解析硫黃和氧氣反應只會生成SO2，A錯誤；選擇400~500℃是因為V2O5作催化劑時在該溫度范圍內催化活性較好，B正確；工業制硫酸用98.3%的濃硫酸吸收SO3，不用水吸收，是因為用水會生成酸霧，C正確；氨水作為一種堿性溶液可以和酸性氧化物SO2反應，工業上可用氨水處理尾氣中的SO2，D正確。7.(2024·河北衡水部分高中高三模擬)某興趣小組用鋁箔制備Al2O3、AlCl3·6H2O及明礬大晶體，具體流程如圖，下列說法錯誤的是()A.步驟Ⅲ，為了得到純Al2O3，需灼燒至恒重B.步驟Ⅴ中抽濾所需儀器：布氏漏斗、吸濾瓶、抽氣泵等C.通入HCl的作用是抑制AlCl3水解和增大溶液中Cl-的濃度，有利于AlCl3·6H2O結晶D.步驟Ⅳ的操作是配制高于室溫10~20℃的明礬飽和溶液，選規則明礬小晶體并懸掛在溶液中央，快速冷卻至室溫，得到明礬大晶體答案D解析為了得到純Al2O3，灼燒至恒重時氫氧化鋁完全分解，故A正確；AlCl3水解生成Al(OH)3和HCl，通入HCl的作用是抑制AlCl3水解和增大溶液中Cl-的濃度，有利于AlCl3·6H2O結晶，故C正確；步驟Ⅳ的操作是配制高于室溫10~20℃的明礬飽和溶液，選規則明礬小晶體并懸掛在溶液中央，自然冷卻至室溫，得到明礬大晶體，故D錯誤。8.為吸收工業尾氣中的NO和SO2，設計如圖流程，同時還能獲得連二亞硫酸鈉(Na2S2O4，其結晶水合物又稱保險粉)和NH4NO3產品。下列說法不正確的是()A.工業尾氣中的NO和SO2排放到大氣中會形成酸雨B.裝置Ⅱ的作用是吸收NOC.Ce4+從陰極口流出回到裝置Ⅱ循環使用D.裝置Ⅳ中氧化1L2mol·L-1NO2答案C解析工業尾氣中的NO可與氧氣反應生成NO2，NO2與水反應得硝酸，形成硝酸型酸雨，SO2與水反應得H2SO3，H2SO3被氧氣氧化為硫酸，形成硫酸型酸雨，故A正確；裝置Ⅱ中Ce4+將NO氧化為NO3?、NO2?，故B正確；裝置Ⅲ(電解槽)中陽極發生反應：Ce3+-e-=Ce4+，Ce4+從陽極口流出回到裝置Ⅱ循環使用，故C錯誤；裝置Ⅳ中NO2?被氧氣氧化為NO3?的離子方程式為2NO2?+O2=2NO3?，n(NO2?)=1L×2mol·L9.(2024·福建龍巖質量檢測)以煉鐵廠鋅灰(主要成分為ZnO，含少量的CuO、SiO2、Fe2O3)為原料制備ZnO的流程如圖所示。下列說法正確的是()已知：“浸取”工序中ZnO、CuO分別轉化為[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+。A.H—N—H鍵角：[Cu(NH3)4]2+<NH3B.“濾渣②”的主要成分為Fe、Cu和ZnC.所含金屬元素的質量“濾液①”<“濾液②”D.“煅燒”時需要在隔絕空氣條件下進行答案C解析NH3提供孤電子對與Cu2+形成配位鍵后，孤電子對轉化為成鍵電子對，對成鍵電子對的排斥力減小，則H—N—H鍵角變大，即鍵角：[Cu(NH3)4]2+>NH3，故A錯誤；浸取時，SiO2、Fe2O3不反應，“濾液①”中含有金屬元素的離子為[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+，加入鋅粉發生反應：Zn+[Cu(NH3)4]2+=Cu+[Zn(NH3)4]2+，因此“濾渣②”的主要成分為Cu和過量的Zn，“濾液②”中含有金屬元素的離子為[Zn(NH3)4]2+，Zn的相對原子質量大于Cu，金屬元素的質量增加，即“濾液①”<“濾液②”，故B錯誤、C正確；煅燒時ZnCO3·Zn(OH)2會分解，Zn為+2價，不會被氧氣氧化，因此不需要隔絕空氣，故D錯誤。10.(2024·河北雄安新區高三模擬)從廢催化劑中回收貴金屬和有色金屬，不僅所得金屬品位高，而且投資少、效益高。以廢鋯催化劑(含ZrO2、Y2O3及Fe的氧化物)為原料回收氧化鋯和氧化釔的部分工藝如下：已知：①ZrO2、Y2O3可溶于熱的濃硫酸；②聚乙二醇可與Fe3+形成紅褐色配合物，便于“離心萃取”操作進行。下列說法錯誤的是()A.“焙燒”時，加入硫酸的濃度不宜過小，以將金屬氧化物完全轉化為硫酸鹽進入溶液為宜B.“離心萃取”前，加入H2O2溶液，目的是將可能存在的Fe2+氧化為Fe3+，便于離心分離C.“紅褐色溶液a”的主要成分為Fe(OH)3膠體，用激光筆照射時會出現丁達爾效應D.“煅燒分解”時，化學方程式為Y2(C2O4)3Y2O3答案C解析根據已知信息①，硫酸濃度不宜太小，太小可能導致ZrO2、Y2O3溶解不充分，影響后續回收，A正確；過氧化氫為氧化劑，將亞鐵離子氧化為鐵離子，Fe3+與聚乙二醇形成配合物，便于離心分離，B正確；紅褐色溶液a為聚乙二醇與Fe3+形成的配合物，C錯誤；沉淀轉化，說明氫氧化釔轉化為草酸釔，草酸釔煅燒分解生成氧化釔：Y2(C2O4)3Y2O3+3CO↑+3CO11.稀土金屬釹(Nd)鐵硼廢料的主要成分為Fe2O3，含有SiO2、Nd2O3、Al2O3、CoO等雜質，一種綜合回收利用該廢料的工藝流程如圖所示。已知：Ksp(FeS)=6.3×10-18，Ksp(α?CoS)=5.0×10-22，Ksp(β?CoS)=1.9×10-27。下列說法錯誤的是()A.“酸浸”時產生的浸渣的主要成分為SiO2B.“還原”時溶液中的Fe3+轉化為Fe2+C.“沉鈷”時應控制條件生成α?CoSD.“氧化沉鐵”的反應為4Fe2++O2+8HCO3?=4FeOOH↓+8CO2答案C解析釹鐵