高考二轮复习知识点：物质的分离与提纯8-组卷题库站

选择题

下列说法中错误的是（）

A、浸泡时加入乙醇有利于中草药有效成分的浸出

B、高温条件下更有利于超临界CO₂流体萃取

C、升温、减压的目的是实现CO₂与产品分离

D、超临界CO₂流体萃取中药材具有无溶剂残留、绿色环保等优点

以混有 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 为原料制备氧化镁的实验流程如图：

下列说法错误的是（）

A、酸浸的离子方程式为 $\text{[math]}$

B、浸出渣的成分是 $\text{[math]}$

C、母液的主要溶质是 $\text{[math]}$

D、固体X是 $\text{[math]}$

柠檬酸铁铵是一种常见的补铁剂，其制备流程如下：

已知： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ；柠檬酸亚铁微溶于冷水，易溶于热水。

下列说法正确的是（）

A、步骤①制备FeCO₃时，应将FeSO₄溶液加入Na₂CO₃溶液中

B、可用KSCN溶液检验步骤③中柠檬酸亚铁是否反应完全

C、步骤③控制温度50℃~60℃既利于柠檬酸亚铁溶解，又避免温度过高造成H₂O₂分解

D、步骤⑤系列操作包括冷却结晶、过滤、洗涤、干燥

某闪锌矿的主要成分为ZnS，还含有SiO₂、FeS₂等，利用该闪锌矿制备皓钒(ZnSO₄·7H₂O)的工艺流程如下图所示。

下列说法错误的是（）

A、 “破碎”可加快“煅烧”速率，并使反应更充分

B、 “废气”合理处理可用于工业制硫酸

C、 “滤渣”的主要成分为Fe₂O₃ ，可用于冶炼铁

D、 “一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等

硒(Se)是一种新型半导体材料，对富硒废料(含Ag₂Se、Cu₂S)进行综合处理的一种工艺流程如下图：下列说法错误的是（）

A、合理处理富硒废料符合循环经济理念。

B、母液可在“酸溶”工序循环利用

C、 “滤液”经处理可制得胆矾

D、 “吸收”时氧化剂与还原剂物质的量之比为1：1

锑白(Sb₂O₃)为白色粉末，不溶于水，溶于酸和强碱，主要用于制备白色颜料、油漆等。一种利用锑矿粉(主要成分为Sb₂S₃、SiO₂)制取锑白的流程如下。

已知：浸出液中的阳离子主要为Sb³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺。

下列说法错误的是（）

A、 “浸出”时发生的反应为Sb₂S₃+6Fe³⁺=2Sb³⁺+6Fe²⁺+3S

B、可以用KSCN溶液检验“还原”反应是否完全

C、 “滤液”中通入Cl₂后可返回“浸出”工序循环使用

D、 “中和”时可用过量的NaOH溶液代替氨水

以硅石(SiO₂)和萤石(CaF₂)为原料制备冰晶石(Na₃AlF₆)的一种流程如图：

已知：无水氟硅酸(H₂SiF₆)为易溶于水、不稳定的强酸；滤渣2的主要成分为Na₂SiF₆。

下列说法错误的是（）

A、硅石和萤石需预先研磨目的是加快反应速率

B、 “反应Ⅲ”应该在陶瓷器皿中进行

C、滤液1、滤液2经浓缩处理后可在流程中循环利用

D、 “反应Ⅳ”的化学方程式为2NaF+4NH₄F+NaAlO₂+2H₂O=Na₃AlF₆↓+4NH₃·H₂O

利用钛铁矿(主要成分为FeTiO₃ ，含有少量MgO、SiO₂等杂质)制备LiFePO₄的工艺流程如图所示：

已知：钛铁矿经盐酸浸取后钛主要以 $\text{[math]}$ 形式存在， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。下列说法错误的是（）

A、钛铁矿经盐酸浸取后过滤，滤渣的主要成分为SiO₂

B、 “过滤③”之前[设此时 $\text{[math]}$ ]，使Fe³⁺恰好沉淀完全[即 $\text{[math]}$ ]，此时不会有 $\text{[math]}$ 沉淀生成

C、 “高温煅烧”的主要反应为 $\text{[math]}$

D、 LiFePO₄缺失部分Li⁺则形成 $\text{[math]}$ ，若 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 中 $\text{[math]}$

工业上可用软锰矿(含少量铜化合物的MnO₂)和黄铁矿(主要成分是FeS₂、SiO₂等)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO₃)。其工艺流程如图：

下列说法错误的是（）

A、研磨矿石、适当升高温度均可提高溶浸工序中原料的浸出率

B、溶浸工序产生的废渣成分为S；净化工序产生的废渣成分为CaF₂

C、除铁工序中，试剂的加入顺序是先加软锰矿，再加石灰调节溶液pH

D、从沉锰工序中得到纯净MnCO₃的操作方法是过滤、洗涤、干燥

铋 $\text{[math]}$ 与氮同主族，在中性及碱性环境下常以 $\text{[math]}$ 的形式存在，铋及其化合物广泛应用于电子、医药等领域。以辉铋矿(主要成分为 $\text{[math]}$ ，含少量杂质 $\text{[math]}$ 等)为原料，采用湿法冶金制备精铋工艺流程如下，下列说法错误的是（）

A、 “浸出”产生S的主要离子反应为 $\text{[math]}$

B、 “浸出”时盐酸可以还原杂质PbO₂

C、 “浸出、置换、再生、电解精炼”工序中不全是氧化还原反应

D、再生液可以加入“浸出”操作中循环利用

SO₂虽是大气污染物之一，但也是重要的工业原料。某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO₂ ，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物）作燃煤尾气脱硫剂，简化流程如图所示。下列说法错误的是（）

A、软锰矿浆吸收SO₂反应的主要离子方程式为MnO₂+SO₂=Mn²⁺+SO $\text{[math]}$

B、 MnS除铜镍过程是将Cu²⁺转化为Cu₂S，Ni²⁺转化为NiS

C、 SO₂是大气污染物，也是葡萄酒生产中普遍应用的添加剂

D、该流程既脱除燃煤尾气中的SO₂ ，又制得电池材料MnO₂ ，达到变废为宝的目的

化工行业常用硒(Se)作催化剂，该催化剂具有反应条件温和、成本低、环境污染小、用后处理简便等优点。以铜阳极泥(主要成分为Cu₂Se、Ag₂Se，还含有少量Ag、Au、Pt等)为原料制备纯硒的工艺流程如图。

已知：①“净化除杂”时采用真空蒸馏的方法提纯硒(沸点为685℃)；

②焙烧后，Cu、Ag均以硫酸盐形式存在， $\text{[math]}$ ；

③“浸出液”中溶质的饱和浓度不小于0.01 $\text{[math]}$ 。

下列说法错误的是（）

A、 “加硫酸并焙烧”时使用的硫酸应为浓硫酸

B、 “水吸收”过程得到的溶液呈酸性

C、在实验室蒸馏时，需要用到直形冷凝管

D、 “浸出液”中的溶质成分不可能含有Ag₂SO₄

以红土镍矿(主要含有Fe₂O₃、FeO、NiO、SiO₂等)为原料，获取净水剂黄钠铁矾［NaFe₃SO₄)₂(OH)₆]和纳米镍粉的部分工艺流程如图：

已知：Fe³⁺在pH约为3.7时可完全转化为Fe(OH)₃ ， Fe²⁺在pH约为9时可完全转化为Fe(OH)₂

下列说法错误的是（）

A、 “滤渣”的主要成分是SiO₂

B、为提高镍、铁元素的利用率，可将“过滤I”的滤液和滤渣洗涤液合并

C、 “氧化”过程发生的离子方程式为2H⁺+2Fe²⁺+ClO^-=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O

D、 “沉铁”过程中加入碳酸钠的作用是调节溶液的酸碱度，应将pH控制在3.7~9

多选题

如图是以一种以绿柱石（主要含有BeO、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和FeO等）为原料制取单质铍的工艺流程。已知常温下， $\text{[math]}$ 在pH＞10时会溶解。下列相关说法错误的是（）

非选择题

苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，其反应原理简示如下：

+KMnO₄→ + MnO₂ +HCl→ +KCl

名称

相对分

子质量

熔点/℃

沸点/℃

密度/(g·mL⁻¹)

溶解性

甲苯

−95

110.6

0.867

不溶于水，易溶于乙醇

苯甲酸

122

122.4(100℃左右开始升华)

248

——

微溶于冷水，易溶于乙醇、热水

实验步骤：①在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g(约0.03 mol)高锰酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。

②停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，并将反应混合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上干燥。称量，粗产品为1.0 g。

③纯度测定：称取0. 122 g粗产品，配成乙醇溶液，于100 mL容量瓶中定容。每次移取25. 00 mL溶液，用0.01000 mol·L⁻¹的KOH标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21. 50 mL的KOH标准溶液。

回答下列问题：

乙酰水杨酸（阿司匹林）是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下：

	水杨酸	醋酸酐	乙酰水杨酸
熔点/℃	157~159	-72~-74	135~138
相对密度/（g·cm^﹣3）	1.44	1.10	1.35
相对分子质量	138	102	180

实验过程：在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL，充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热，维持瓶内温度在70 ℃左右，充分反应。稍冷后进行如下操作.

①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中，析出固体，过滤。

②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤。

③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。

④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。

回答下列问题：

碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末，反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液，反应方程式为

（2−x）Al₂(SO₄)₃+3xCaCO₃+3xH₂O=2[（1−x）Al₂(SO₄)₃·xAl(OH)₃]+3xCaSO₄↓+3xCO₂↑

生成物（1−x）Al₂(SO₄)₃·xAl(OH)₃中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。

3，4−亚甲二氧基苯甲酸是一种用途广泛的有机合成中间体，微溶于水，实验室可用KMnO₄氧化3，4−亚甲二氧基苯甲醛制备，其反应方程式为

实验步骤如下：

步骤1：向反应瓶中加入3，4−亚甲二氧基苯甲醛和水，快速搅拌，于70～80 ℃滴加KMnO₄溶液。反应结束后，加入KOH溶液至碱性。

步骤2：趁热过滤，洗涤滤饼，合并滤液和洗涤液。

步骤3：对合并后的溶液进行处理。

步骤4：抽滤，洗涤，干燥，得3，4−亚甲二氧基苯甲酸固体。

某化工厂产生的铋渣，主要成分为Bi₂O₃、PbO、CuO、Sb₂O₃ ，按如下流程回收Bi和Cu。

已知：Sb₂O₃难溶于H₂SO₄；Bi₂Oз+2H₂SO₄=2Bi(OH)SO₄↓+H₂O。

回答下列问题：

碘酸钙[Ca(IO₃)₂]是广泛使用的既能补钙又能补碘的新型食品添加剂，不溶于乙醇，在水中的溶解度随温度降低而减小。实验室制取Ca(IO₃)₂的流程如图所示：

已知：碘酸(HIO₃)是易溶于水的强酸，不溶于有机溶剂。

MnO₂是重要的化工原料，由软锰矿(主要成分为MnO₂ ，还含有少量Fe₃O₄、Al₂O₃和SiO₂等杂质)和硫化锰(MnS)制备精MnO₂的一种工艺流程如图：

已知：相关金属离子[c(Mⁿ⁺)=0.1mol·L^-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

	Fe³⁺	Al³⁺	Mn²⁺	Fe²⁺
开始沉淀时	1.5	3.4	5.8	6.3
完全沉淀时	2.8	4.7	7.8	8.3

回答下列问题：

利用某冶金行业产生的钒炉渣(主要含V₂O₃及少量SiO₂、P₂O₅等杂质)可以制备氧钒碱式碳酸铵晶体[(NH₄)₅(VO)₆(CO₃)₄(OH)₉·10H₂O]，其生产流程如图：

已知：V₂O₅微溶于水，可溶于碱生成VO $\text{[math]}$ 。向Na₃VO₄溶液中加酸，不同pH对应的主要存在形式如表：

pH	≥13	10.6～12	约8.4	3～8	约2	＜1
存在形式	VO $\text{[math]}$	V₂O $\text{[math]}$	V₃O $\text{[math]}$	V₁₀O $\text{[math]}$	V₂O₅	VO $\text{[math]}$

回答下列问题：

下图1为从铜转炉烟火[主要含有ZnO，还有少量的Fe(II)、Pb、Cu、As元素]制取活性氧化锌的流程。请回答以下问题：

已知：①活性炭主要吸附有机质；②25℃时， $\text{[math]}$ ；③氨体系环境中锌元素以 $\text{[math]}$ 形式存在；④部分金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH：

金属离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
开始沉淀pH	1.9	7.0	4.5	8.1
完全沉淀pH	3.2	9.0	6.4	10.1

铍可应用于飞机、火箭制造业和原子能工业。素有“中国铍业一枝花”之称的湖南水口山六厂改进国外生产工艺，以硅铍石(主要成分为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ )为原料提取铍，具体流程如下：

已知：①铍和铝在元素周期表中处于对角线位置，电负性相近，其单质及化合物在结构与性质等方面具有相似性。

②铝铵钒在不同温度下的溶解度：

温度/℃	0	10	20	30	40	60
溶解度/g	2.10	5.00	7.74	10.9	14.9	26.7

回答下列问题：

高纯镓是用来制作光学玻璃、真空管、半导体的重要原料。工业上由锌粉置换渣(主要成分有Ga₂O₃、Ga₂S₃、ZnS、FeO、Fe₂O₃、SiO₂ ，还有部分锗元素)制备高纯镓的主要流程如图：

已知：①镓与铝性质相似；

②不同的萃取剂对微粒的选择性不同，N235型萃取剂优先萃取铁；P204+YW100协萃体系优先萃取离子的顺序是：Ge(Ⅳ)>Fe(Ⅲ)>Ga(Ⅲ)>Fe(Ⅱ)>Zn(Ⅱ)。

回答下列问题：

用锑砷烟灰(主要成分为Sb₂O₃、As₂O₃ ，含Pb、Ag、Cu等元素)制取焦锑酸钠[NaSb(OH)₆]和砷酸钠(Na₃AsO₄)，不仅治理了砷害污染，还可综合回收其它有价金属。其工艺流程如图所示：

已知：

①Ag、Cu、Fe的氧化物不溶于Na₂S溶液

②硫浸后，锑砷以Na₃SbS₃、Na₃AsS₃存在；

③NaSb(OH)₆易溶于热水，难溶于冷水，不溶于乙醇。

回答下列问题：

2020年6月比亚迪正式发布采用磷酸铁锂技术的刀片电池，大幅度提高了电动汽车的续航里程，可媲美特斯拉。以硫铁矿(主要成分是FeS₂ ，含少量Al₂O₃、SiO₂和Fe₃O₄)为原料制备LiFePO₄的流程如下：

已知几种金属离子沉淀的pH如表所示：

金属氢氧化物	Fe(OH)₃	Fe(OH)₂	Al(OH)₃
开始沉淀的pH	2.3	7.5	4.0
完全沉淀的pH	4.1	9.7	5.2

请回答下列问题：

重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备。铬铁矿的主要成分为FeO·Cr₂O₃ ，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：

回答下列问题：

锆(₄₀Zr)是现代工业中重要的金属原料，具有良好的可塑性，其抗蚀性能强于钛。以锆英石(主要成分是ZrSiO₄ ，还含有少量Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃等杂质)为原料生产错及其化合物的流程如图所示：

某实验小组以回收站回收的废铁制品(主要成分为 $\text{[math]}$ ，还含有少量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ )为原料制备 $\text{[math]}$ 晶体。

钌( $\text{[math]}$ )为稀有元素，广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。钌的矿产资源很少，故从含钌废料中回收钌的研究很有意义。某科研小组设计了一种从含钌废料中分离提纯钌的工艺，其流程如下：

钯( $\text{[math]}$ )是一种不活泼金属，含钯催化剂在工业、科研上用量较大。某废钯催化剂(钯碳)中含有钯(5%～6%)、碳(93%～94%)、铁(1%～2%)以及其他杂质，故钯碳具有很高的回收价值。如图是利用钯碳制备氯化钯( $\text{[math]}$ )和 $\text{[math]}$ 的流程。

回答下列问题：

多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料。

钼(Mo)是重要的过渡金属元素，具有广泛用途。由钼精矿(主要成分是MoS₂)湿法回收钼酸铵[(NH₄)₂MoO₄]部分工艺流程如图：

请回答下列问题：