工艺流程选择题
副标题
题号一总分
得分
一、单选题（本大题共10小题，共28.0分）
1.为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气(主要含N2，
CO2，SO2，NO，CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：
下列说法不正确的是()
A. 固体Ⅰ中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3
B. X可以是空气，且需过量
C. 捕获剂所捕获的气体主要是CO
D. 处理含NH4+废水时，发生反应的离子方程式为：NH4++NO2?=N2↑
+2H2O
【答案】B
【解析】解：工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成固体1为CaCO3、CaSO3，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，则气体2含有CO、N2，捕
获剂所捕获的气体主要是CO，
A.工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成CaCO3、CaSO3，因氢氧化钙过量，则固体1为主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3，故A正确；
B.由分析可知，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，故B错误；
C.气体2含有CO、N2，经捕获剂得到氮气和CO，所捕获的气体主要是CO，防止污染空气，故C正确；
D.NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，发生氧化还原反应，离子方程式为NH4++NO2?=N2↑+2H2O，故D正确。
故选：B。
工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成固体1为CaCO3、CaSO3，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，则气体2含有CO、N2，捕获剂所捕获的气体主要是CO，以此解答该题．
本题考查物质的分离、提纯的综合引用，侧重学生的分析、实验能力的考查，注意把握物质的性质，为解答该题的关系，题目涉及废水的处理，有利于培养学生良好的科学素养，提高环保意识，难度不大．
2.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(FeSO4?7H2O)，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Al(OH)3，进入固体
2
C. 从溶液2得到FeSO4?7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解
D. 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FeSO4?7H2O
【答案】D
【解析】【分析】
本题考查制备实验方案的设计与评价、工艺流程的分析应用，题目难度中等，侧重学生分析能力和创新能力的培养，注意把握常见物质的分离方法。
【解答】
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)，混合物中加入足量硫酸，Fe2O3、Al2O3与酸反应生成的硫酸铁、硫酸铝，二氧化硅不反应，过滤，固体1为二氧化硅；在滤液中加入铁粉将铁离子还原为亚铁离子，调节pH值使铝离子完全生成氢氧化铝沉淀，过滤，固体2为氢氧化铝，溶液2为硫酸亚铁，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到硫酸亚铁晶体。
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.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FeSO4?7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解，故C正确；
D.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D错误。
故选D。
3.由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(主FeSO4?7H2O)，
再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下：烧渣溶液→?③绿矾铁黄
已知：FeS2和铁黄均难溶于水下列说法不正确的是()
A. 步骤①，最好用硫酸来溶解烧渣
B. 步骤②，涉及的离子反应为FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42?+
16H+
C. 步骤③，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
D. 步骤④，反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3
【答案】C
【解析】解：A.因绿矾的酸根离子为硫酸根离子，则步骤①，最好用硫酸来溶解烧渣，故A正确；
B.步骤②发生FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，离子反应为FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42?+16H+，故B正确；
C.步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾，若蒸干时绿矾受热失去结晶水，故C 错误；
D.步骤④，反应条件控制不当，绿矾与氨水、空气可发生氧化还原反应生成Fe(OH)3，故D正确；
故选：C。
由制备绿矾流程可知，烧渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)均溶于硫酸，溶液含Fe2+、Fe3+，步骤②发生FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾，绿矾与氨水、空气可发生氧化还原反应生成Fe(OH)3，以此来解答．
本题考查混合物分离提纯，为高频考点，把握制备流程中发生的反应、混合物分离方法、实验技能等为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意选项C 为解答的难点，题目难度不大．
4.1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了
当时日益增长的人口对粮食的需求。下列是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是…()
A. ①②③
B. ②④⑤
C. ①③⑤
D. ②③④
【答案】B
【解析】合成氨反应为气体体积增大的放热反应，操作①是为了除去杂质，防止催化剂中毒；②增大压强，有利于该反应向右进行，能够提高转化率；③催化剂只能加快反应速率，不能影响化学平衡，故不能提高转化率；将产物NH3液
化分离和循环操作，均能够使原料更充分地利用，提高原料的转化率。
5.按以下实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。
下列说法错误的是()
A. 步骤(1)需要过滤装置
B. 步骤(2)需要用到分液漏斗
C. 步骤(3)需要用到坩埚
D. 步骤(4)需要蒸馏装置
【答案】C
【解析】步骤(1)的操作应为过滤，需要过滤装置；步骤(2)分液得到水层和有机层，需用到分液漏斗；步骤(3)的操作应为蒸发结晶，需用蒸发皿而不是坩埚；步骤(4)从有机层中分离出甲苯需用蒸馏的方法。
6.磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一，采用湿法冶金工艺
回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：
下列叙述错误的是()
A. 合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B. 从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C. “沉淀”反应的金属离子为Fe3+
D. 上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
【答案】D
【解析】解：A.合理处理废旧电池，可减少污染性废水的排放，且回收含有Al、Fe等金属，可再利用，故A正确；
B.由以上分析可知从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li等，故B正确；
C.硝酸具有强氧化性，可氧化亚铁离子生成铁离子，则“沉淀”反应的金属离子为Fe3+，故C正确；
D.加入硫酸钠，不能生成含Li沉淀，故D错误。
故选：D。
正极片经碱溶可得到NaAlO2，可说明含有Al元素，含有磷酸亚铁锂的滤渣加入硫酸、硝酸，可除去炭黑，得到含有P、Fe、Li的滤液，加入碱液，生成的沉淀为Fe(OH)3，滤液加入碳酸钠，可生成碳酸锂沉淀，以此解答该题。
本题为2018年高考全国卷，以元素化合物知识为载体考查物质的分离、提纯，有利于培养学生的分析能力和实验能力，树立积极的环境保护意识和资源的合理运用，题目难度不大。
7.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是()
A. 向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B. 粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C. 工业生产常选用NaOH作为沉淀剂
D. 富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收
【答案】C
【解析】解：A.向苦卤中通入Cl2置换出溴单质，分离得到溴，通入Cl2是为了提取溴，故A正确；
B.粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42?等杂质，精制时通常在溶液中依次中加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性，再进行重结晶进行提纯，故B正确；
C.工业常选用生石灰或石灰水作沉淀剂，故C错误；
D.海水提取溴一般用氯气置换溴离子转化为溴单质，用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收转化为HBr，达到富集的目的，故D正确，
故选：C。
A.向苦卤中通入Cl2置换出溴单质，分离得到溴；
B.粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42?等杂质，精制时应加入试剂进行除杂，过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性，再进行重结晶进行提纯；
C.工业常选用生石灰或石灰水作沉淀剂；
D.先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收转化为HBr，达到富集
的目的。
本题考查海水资源的综合利用，注意掌握中学常见的化学工业，侧重对化学与技术的考查，难度不大。
8.聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂，以废铁屑为原料制备PFS的具
体工艺流程如下：下列说法不正确的是
A. 步骤①，粉碎的目的是增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率
B. 步骤③，可选用H2O2、Cl2、KMnO4等氧化剂将Fe2+转化为Fe3+
C. 步骤④，加稀硫酸调节pH在一定范围内，若pH偏小则Fe3+水解程度太
弱，若pH偏大时则形成Fe(OH)3沉淀
D. 步骤⑤，减压蒸发，有利于降低蒸发温度防止产物分解
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查混合物分离提纯，为高频考点，把握流程中发生的反应、混合物分离提纯方法为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意氧化还原反应、盐类水解的应用，题目难度不大。
【解答】
A.步骤①，粉碎的目的是增大反应物接触面积，利于与酸反应，从而提高“酸浸”反应速率，故A正确；
B.步骤③，可选用H2O2将Fe2+转化为Fe3+，还原产物为水，不引入新杂质，不
能选C l2、KMnO4等，易引入新杂质，故B错误；
C.铁离子易水解生成红褐色氢氧化铁胶体，聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内，pH偏小时Fe3+水解程度弱，pH偏大时则容易生成Fe(OH)3，产率降低，则步骤④，加稀硫酸调节pH在一定范围内，故C正确；
D.常压蒸发温度过高导致聚合硫酸铁分解，则步骤⑤中减压蒸发，有利于降低蒸发温度防止产物分解，故D正确。
故选B。
9.某废催化剂含SiO2、ZnS、CuS及少量的Fe3O4.某实验小组以废催化剂为原料，
回收锌和铜。设计实验流程如下：已知：CuS既不溶于稀硫酸，也不与稀硫酸反应。下列说法正确的是()
A. 滤液1中是否含有Fe2+，可以选用KSCN和新制的氯水检验
B. 步骤②操作中，先加6%H2O2，在不断搅拌下，再加入1.0mol?
L?1H2SO4
C. 滤渣1成分是SiO2和CuS，滤渣2成分一定是SiO2
D. 步骤①操作中，生成的气体需用NaOH溶液或CuSO4溶液吸收
【答案】D
【解析】解：A.滤液1中是否含有Fe2+，还含有Fe3+，加入用KSCN和新制的氯水不能检验，故A错误；
B.过氧化氢在酸性条件下可氧化CuS，应先加入稀硫酸，再加入过氧化氢，故B 错误；
C.滤渣2含有硫和二氧化硅，故C错误；
D.步骤①操作中生成的气体为硫化氢，需用NaOH溶液或CuSO4溶液吸收，故D 正确。
故选：D。
废催化剂加入稀硫酸，第一次浸出主要发生反应ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S↑、Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O，过滤后滤液中ZnSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3，浓缩结晶得到粗ZnSO4?7H2O，滤渣1含有SiO2、CuS，向盛有滤渣1的反应器中加H2SO4和H2O2溶液，发生氧化还原反应，生成硫酸铜、硫，滤渣2含有硫和二氧化硅，滤液含有硫酸铜，经浓硫酸结晶可得到硫酸铜晶体，以此解答该题。
本题考查混合物分离提纯，为高频考点，把握流程中发生的反应、物质的性质、混合物分离提纯方法为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识与实验的结合，题目难度不大。
10.用工业FeCl3粗品(含Ca、Mn、Cu等杂质离子)制取高纯铁红，实验室常用萃
取剂X(甲基异丁基甲酮)萃取法制取高纯铁红的主要实验步骤如下：
已知：在较高的盐酸浓度下，Fe3+能溶解于甲基异丁基甲酮中形成化合物，当盐酸浓度降低时该化合物解离。下列叙述不正确的是
A. 用萃取剂X萃取时，Ca、Mn、Cu等杂质离子几乎都在水相中
B. 蒸发、灼烧阶段的化学反应方程式为Fe2(C2O4)3=?3CO↑+3CO2↑
+Fe2O3
C. 为提高萃取率和产品产量，实验时应多次萃取并合并萃取液
D. 若要测定产品中铁的含量，需经盐酸溶解、加还原剂将Fe3+还原为Fe2+，
然后在酸性条件下用标准KMnO4溶液滴定
【答案】D
【解析】【分析】
本题考查了物质分离提纯的方法分析，涉及实验基本操作、化学方程式的书写等知识，注意反应过程中原子守恒的理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等。
【解答】
A.根据流程图可知，FeCl3" id="MathJax-Element-447-Frame"
role="presentation" tabindex="0">FeCl3粗品溶于盐酸，得到含有Fe3+"
id="MathJax-Element-448-Frame" role="presentation" tabindex="0">Fe?3+、Ca2+" id="MathJax-Element-449-Frame" role="presentation"
tabindex="0">Ca2?+、Mn2+" id="MathJax-Element-450-Frame"
role="presentation" tabindex="0">Mn?2+、Cu2+"
id="MathJax-Element-451-Frame" role="presentation" tabindex="0">Cu?2+等离子的溶液，用X" id="MathJax-Element-452-Frame" role="presentation"
tabindex="0">X萃取后再反萃取去掉有机相即可得到较纯的含Fe3+"
id="MathJax-Element-453-Frame" role="presentation" tabindex="0">Fe?3+的溶液，所以在萃取时Ca2+" id="MathJax-Element-449-Frame"
role="presentation" tabindex="0">Ca2?+、Mn2+"
id="MathJax-Element-450-Frame" role="presentation" tabindex="0">Mn?2+、Cu2+" id="MathJax-Element-451-Frame" role="presentation"
tabindex="0">Cu?2+Cu2+" role="presentation" tabindex="0">应在水相中，故A正确；
B.依据流程图，蒸发、灼烧阶段的化学反应方程式为Fe2(C2O4)3=△3CO↑
+?3CO2↑+?Fe2O3，故B正确；
C.为提高萃取率和产品产量，实验时应多次萃取并合并萃取液，故C正确；
D.不能用盐酸溶解，盐酸可以被KMnO?4溶液氧化，故D错误。
故选D。