?江西高考化學(xué)三年（2021-2023）模擬題匯編-25物質(zhì)的分離和提純

一、單選題
1．（2022·江西·校聯(lián)考模擬預(yù)測）下列實驗?zāi)苓_到目的的是

選項
A
B
C
D
試劑
FeSO4溶液，NaOH溶液
濃鹽酸、MnO2
NaHCO3、澄清石灰水
Cl?、HCl、NaOH溶液
目的
制備并長時間觀察Fe(OH)3
制備純凈氯氣
探究NaHCO3的穩(wěn)定性
除去氯氣中氯化氫
裝置
①
②
③
④
A．A B．B C．C D．D
2．（2022·江西·校聯(lián)考模擬預(yù)測）下列實驗操作和現(xiàn)象能達到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖?br /> 選項
實驗操作
現(xiàn)象
實驗?zāi)康?br /> A
向濃硝酸中加入紅熱的炭
產(chǎn)生紅棕色氣體
制備氣體
B
用銅電極電解稀硫酸
陰極上產(chǎn)生無色氣體
比較和的氧化性強弱
C
向某溶液中滴加雙氧水
溶液變?yōu)辄S色
檢驗溶液中含有
D
向含和的混合溶液中加入MgO
產(chǎn)生紅褐色沉淀
用MgO除去鎂鹽溶液中的
A．A B．B C．C D．D
3．（2022·江西九江·統(tǒng)考一模）從工業(yè)廢水(主要成分為KI和BaCl2)中回收單質(zhì)碘的流程如圖所示：

下列有關(guān)說法錯誤的是
A．萃取的過程中，加入苯充分振蕩后，要及時打開分液漏斗的活塞放氣
B．碘的升華與加熱分離NaCl和NH4Cl固體混合物的原理相同
C．蒸餾時，溫度計水銀球應(yīng)在蒸餾燒瓶支管口處
D．整個過程應(yīng)注意防止環(huán)境的污染

二、工業(yè)流程題
4．（2023·江西宜春·校聯(lián)考二模）電池級碳酸鋰是制造LiCoO2等鋰離子電池必不可少的原材料。享譽“亞洲鋰都”的宜春擁有亞洲儲量最大的鋰云母礦，以鋰云母浸出液(含Li+、Fe3+、Mg2+、等)為原料制取電池級Li2CO3的工藝流程如圖：
??
已知：①HR為有機萃取劑，難溶于水，可萃取Fe3+，萃取時發(fā)生的反應(yīng)可表示為：Fe3++3HR?FeR3+3H+；
②常溫時，1mol·L-1LiOH溶液的pH=14.
回答下列問題：
(1)“有機層”的主要成分為 (填化學(xué)式，下同)；“濾渣1”中含有的物質(zhì)為 ；使用HR萃取劑時，需加入一定量的NaOH進行處鋰，其目的是 。
(2)操作1、操作2、操作3中均用到的玻璃儀器的名稱為 。
(3)“混合沉鋰”的離子方程式為 。
(4)Li2CO3與Co3O4在空氣中加熱可以制備重要的電極材料鈷酸鋰(LiCoO2)。寫出對應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(5)一種鋰離子充電電池的裝置如下圖所示，充放電過程中，存在LiCoO2與Li1-xCoO2、C6與LixC6之間的轉(zhuǎn)化，已知放電過程中Li+從A電極區(qū)向B電極區(qū)遷移，則充電時陽極的電極反應(yīng)式為 。
??
5．（2023·江西南昌·統(tǒng)考三模）鉍的化合物在電催化和光催化領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。一種從含鉍礦渣(主要成分是CuBi2O4、CuO、Fe2O3、Al2O3、SiO2等)中提取高純Bi2S3的工藝如圖：
??
已知：
①乙酰胺(CH3CONH2)有臭味、有毒，熔點為82.3℃，沸點為221℃，可溶于水。
②常溫下，Ksp[Bi(OH)3]=4.0×10-31，BiOCl+H2OBi3++2OH-+Cl- K=1.6×10-31。
③該工藝條件下，相關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍如表：
離子
Fe3+
Al3+
Cu2+
開始沉淀的pH
1.5
3.6
4.5
沉淀完全的pH
3.2
4.7
6.7
回答下列問題：
(1)CuBi2O4中的Cu的化合價為+2，則Bi的化合價是 。
(2)“沉鉍”時加入NaOH溶液，Bi3+轉(zhuǎn)化為BiOCl沉淀的離子方程式是 。往“沉鉍”所得濾液中加入鐵粉可回收其中的 (填化學(xué)式)金屬。
(3)“洗滌”時先用水洗，再用稀硫酸洗滌。用稀硫酸洗滌的目的是為了除去濾餅中的 (填化學(xué)式)雜質(zhì)。
(4)“轉(zhuǎn)化”分兩步進行：第一步BiOCl轉(zhuǎn)化為Bi(OH)3，反應(yīng)的離子方程式為 ；第二步Bi(OH)3受熱分解，2Bi(OH)3Bi2O3+3H2O。常溫下，當BiOCl恰好完全轉(zhuǎn)化成Bi(OH)3時，溶液中Cl-濃度為0.04 mol?L-1，則此時溶液的pH為 。
(5)“合成”所得乙酰胺的水溶液經(jīng) (填操作)可獲得乙酰胺固體，以再生硫代乙酰胺(CH3CSNH2)。
6．（2023·江西景德鎮(zhèn)·統(tǒng)考三模）工業(yè)上以鉻鐵礦(FeO·Cr2O3，含Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為主要原料制備紅礬鈉的工藝流程以及可溶性組分物質(zhì)的量濃度c與pH的關(guān)系分別如圖a、b。當c≦1.0×10-5mol·L-1時，可認為已除盡?；卮鹣铝袉栴}：

??
(1)焙燒時將礦料磨碎且氣體與礦料逆流而行，其目的是 。
(2)焙燒的目的是將FeO·Cr2O3轉(zhuǎn)化為Na2CrO4并將Al、Si氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鈉鹽，寫出焙燒時FeO·Cr2O3發(fā)生的化學(xué)方程式 。
(3)中和時pH的理論范圍為 ；酸化的目的是 。
(4)副產(chǎn)品主要是 。
(5)此方法生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量含的酸性廢水，可以用如圖c裝置處理。向廢水中加入適量的NaCl進行電解，被還原為Cr3+然后生成Cr(OH)3沉淀除去，廢水則可以達到排放標準。已知Ksp(Cr(OH)3)=1.0×10-32；寫出陽極的電極方程式： ；若電解一段時間后，調(diào)節(jié)pH測得溶液中c(Fe3+)=1.0×10-12mol·L-1，則此時c(Cr3+)= mol·L-1。
7．（2023·江西鷹潭·統(tǒng)考一模）隨著新能源汽車銷量的猛增，動力電池退役高峰將至，磷酸鐵鋰(LEP)是目前使用最多的動力電池材料，因此回收磷酸鐵鋰具有重要意義。一種從廢舊磷酸鐵鋰正極片( LiFePO4、導(dǎo)電石墨、鋁箔)中回收鋰的工藝流程如下：

已知： i．廢舊磷酸鐵鋰正極片中的化學(xué)物質(zhì)均不溶于水也不與水反應(yīng)。
ii．Li2CO3在水中的溶解度隨溫度升高而降低，但煮沸時與水發(fā)生反應(yīng)。
回答下列問題：
(1)LiFePO4中用途最廣用量最大的金屬元素在周期表中的位置是 。
(2)“氧化浸出”時，保持其他條件不變，不同氧化劑對鋰的浸出實驗結(jié)果如下表，實際生產(chǎn)中氧化劑選用H2O2，不選用NaClO3的原因是 。在“氧化浸出”時，適當?shù)纳郎乜杉涌旆磻?yīng)速率，但般不采取高溫法， 其原因是 ?！把趸觥睍r生成了難溶的FePO4，該反應(yīng)的離子方程式為。 。
序號

鋰含量/%

氧化劑

pH

浸出液Li
濃度/(g·L-1)
浸出渣中Li
含量/%
1
3.7
H2O2
3.5
9.02
0.10
2
3.7
NaClO3
3.5
9.05
0.08
3
3.7
O2
3.5
7.05
0.93
4
3.7
NaClO
3.5
8.24
0.43
(3)“浸出液”循環(huán)兩次的目的是 。
(4)“濾渣II”經(jīng)純化可得FePO4，流程中生成的Li2CO3、FePO4在高溫條件下與H2C2O4煅燒可得LiFePO4，實現(xiàn)再生利用，其化學(xué)方程式為 。
(5)“一系列操作”具體包括 、洗滌、干燥。
8．（2023·江西贛州·統(tǒng)考一模）鎳及其化合物在化工生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。某實驗室用工業(yè)廢棄的NiO催化劑(含有Fe2O3、CaO、CuO、BaO等雜質(zhì))為原料制備Ni2O3的實驗流程如下：

已知：常溫時Ksp(CaF2)=2.7×10-11，Ksp(CuS)=1.0×10-36；Fe3+不能氧化Ni2+。有關(guān)氫氧化物開始沉淀的pH和完全沉淀的pH如下表所示：
氫氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Ni(OH)2
開始沉淀的pH
1.5
6.5
7.7
完全沉淀的pH
3.7
9.7
9.2
(1)Fe的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 。
(2)濾渣的主要成分為 。
(3)實驗室中操作A除去不溶性雜質(zhì)用到的玻璃儀器有 。
(4)加入H2O2的目的是 ；調(diào)pH的范圍是 。
(5)加入NaF的目的是進一步除去Ca2+，當c(F-)=0.001mol·L-1，c(Ca2+)= mol·L-1.
(6)“氧化”過程中加入的試劑X可以是NaClO、K2S2O8、KMnO4等，寫出加入K2S2O8反應(yīng)生成NiOOH的離子方程式 。
9．（2023·江西南昌·統(tǒng)考一模）蛇紋石礦的主要成分為MgO、SiO2、 CaO、 Fe2O3、 Al2O3、 NiO、FeS等，一種綜合利用蛇紋石礦回收鎂資源的工藝流程如下：

已知：
①當溶液中被沉淀離子的物質(zhì)的量濃度小于1 × 10-5mol/L時，認為該離子沉淀完全。
②Ksp(NiS)=1 × 10-21，氫硫酸的兩步電離常數(shù)分別為Ka1=1.4× 10-7， Ka2=7.1×10-15。
(1)“加壓酸浸”中，要控制溫度在110℃左右，但反應(yīng)時幾乎無需加熱，原因是 。 濾渣1的主要成分除S、CaSO4外還有?? 。
(2)“氧化”中空氣的作用是 ，NaClO3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(3)“ 除鐵”中濾渣2為難溶于水的黃鈉鐵礬[NaFe3(SO4)2(OH)6]，同時生成一種無色氣體為 ， Na2CO3溶液需緩慢加入，原因是 。
(4)“沉鎳”中，當Ni2+恰好完全沉淀時，若溶液中c(H2S)=1 ×10-3mol/L，則此時溶液的pH約為 。
10．（2022·江西撫州·統(tǒng)考模擬預(yù)測）回收磷酸鐵鋰電池的正極材料，工藝流程如下：

已知：該溫度時Co(OH)2、Mn(OH)2的Ksp分別為2.0 ×10-15、1.9×10-13。
回答下列問題：
(1)磷酸鐵鋰電池在剝離前要充分放電，通過Li+移動把FePO4轉(zhuǎn)化為LiFePO4該電極反應(yīng)式為 。
(2)磷酸鐵鋰電池的正極材料“浸出”前需要粉碎，目的是 。
(3)“濾渣”中含有FePO4和C，為了得到純凈的FePO4，簡單除碳方法為 。
(4)“凈化”時為除盡微量的Mn2+、Co2+，確保濃度控制為等于或小于1 ×10-5mol·L-1，加入NaOH溶液調(diào)pH至 (填“酸性”或“堿性”)較好。
(5)粗Li2CO3固體表面上黏有Na2CO3溶液和 溶液，工業(yè)上用熱水而不用冷水清洗固體，原因有 、 、后期易干燥且Li2CO3產(chǎn)率高。
(6)“浸出”過程中發(fā)生的化學(xué)方程式為 。
11．（2022·江西·校聯(lián)考二模）五氧化二釩(V2O5) 是一種橙黃色片狀晶體，具有強氧化性。在冶金、催化劑、磁性材料等領(lǐng)域有重要作用。實驗室以含釩廢料(含有V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO、有機物等)來制備V2O5的一種工藝流程如下：

已知：“濾渣2”為Mg2(OH)2CO3
請回答下列問題：
(1)含釩廢料中的有機物主要在 工序中除去。
(2)常溫時，若“調(diào)pH凈化I”工序中最終溶液pH=8，通過計算判斷，此時Cu2+是否已經(jīng)沉淀完全 (填“是”或“否”)，并寫出計算過程(已知離子濃度

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