大题01 化学工艺流程题（一）-【考前押大题】 高考化学（辽宁新高考专用）（原卷版）

大题01化学工艺流程题（一）1．磷酸亚铁锂()锂离子电池具有寿命长和高安全性的优点，是新能源汽车的动力电池之一、从废旧的磷酸亚铁锂电池中提取锂、铁等金属材料意义重大。下图是废旧磷酸亚铁锂电池材料(主要成分为，含少量炭黑，有机物和等杂质)回收工艺流程：（1）焙烧的目的是___________________________________。（2）写出氧化时的化学方程式____________________________________。（3）黄血盐(配离子结构如下图所示)溶液遇立即产生深蓝色普鲁士蓝沉淀，可用其检验“氧化”后溶液中是否沉淀完全，沉淀反应的离子方程式为_______________________________。（4）碳酸锂溶解度随温度变化情况如下图所示，“沉锂”采用的提纯方法为___________，洗涤，干燥。（5）沉锂过程中，向的溶液中加入固体，是否沉淀完全()，请列式计算说明__________________________。（6）电解碳酸锂制取的电解装置如图所示。两极采用钌钛电极材料，两极区域都加入溶液，将放入阳极区，当阴极有结晶时，过滤分离，即可得到。阳极反应方程式为_____________________。用该方法制取的缺点是__________________________。2．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：（1）“硫浸”时，Sb2O3溶解的离子方程式为_______________________。（2）用NaNO3和NaOH浸取锑砷烟灰也可得到Na3SbO4，其缺陷是__________________________。（3）“氧化”时所用H2O2的电子式为_______________，反应温度不宜太高的原因是_______________。（4）“中和”时，生成NaSb(OH)6的化学方程式为___________________________，操作X为______________、过滤、洗涤、干燥。（5）As2O3对应的酸为H3AsO3，测得某工业酸性废液中含H3AsO3和Fe2+，其浓度如表：物质H3AsO3Fe2+浓度/g·L-10.3780.840已知：Ksp(FeAsO3)>Ksp(FeAsO4)=5.70×10-21，H3AsO3的还原性比Fe2+强。根据题目信息，则可采用__________________________方法除去该废水中的砷，除去砷后的废液中c(AsO)=______________mol·L-1(不考虑反应过程中溶液体积的微小变化)3．某铜镉渣的主要成分为单质以及铜、镉、铁、钴等金属单质或它们的氧化物。某同学以其为原料设计如图工艺流程回收铜、镉、铁、钴。回答下列问题：（1）“浸出”过程生成大量气体是___________(填化学式)，写出一种提高“浸出”效率和浸出率的措施：___________。（2）“氧化除铁”原理是空气中的氧气将浸出液中的氧化为，写出该反应的离子方程式：___________。（3）“除锰”时，参加反应的___________。（4）若在实验室进行萃取“除铜”，所必须用到的仪器是___________，萃取前对仪器进行的操作是___________，放液时，上层液体由___________(填“上口”或“下口”)倒(放)出。（5）水相中主要含，经检测。向水相通入氨气调节___________时，水相中沉淀完全{已知常温下，；溶液中视为沉淀完全；()。（6）控制一定条件，用惰性电极电解溶液可制备单质锌，电解时阳极反应式为___________。4．某学习小组以电路板刻蚀液(含有大量Cu2+、Fe2+、Fe3+)为原料制备纳米Cu2O，制备流程如下：已知：①Cu2O在潮湿的空气中会慢慢氧化生成CuO，也易被还原为Cu；Cu2O不溶于水，极易溶于碱性溶液；Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O。②生成Cu2O的反应：4Cu(OH)2+N2H4∙H2O=2Cu2O+N2↑+7H2O请回答：（1）步骤II，写出生成CuR2反应的离子方程式：______________________________________（2）步骤II，需对水层多次萃取并合并萃取液的目的是_____________________________________（3）步骤III，反萃取剂为____________________________________________（4）步骤IV，①制备纳米Cu2O时，控制溶液的pH为5的原因是__________________________A．B．C．②从溶液中分离出纳米Cu2O采用离心法，下列方法也可分离Cu2O的是___________________________（5）为测定产品中Cu2O的含量，称取3.960g产品于锥形瓶中，加入30mL硫酸酸化的Fe2(SO4)3溶液(足量)，充分反应后用0.2000mol·L－1标准KMnO4溶液滴定，重复2～3次，平均消耗KMnO4溶液50.00mL。①产品中Cu2O的质量分数为______________②若无操作误差，测定结果总是偏高的原因是______________5．硫锰净化废渣中Mn、Co和Ni主要以硫化物形式存在，还含有少量SiO2，采用如图工艺流程回收废渣中锰、钴、镍。①该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：金属离子Fe2+Fe3+Mn2+Co2+Ni2+开始沉淀pH6.31.58.17.16.9完全沉淀pH8.32.810.19.158.9②P204、P507为有机萃取剂。回答下列问题：（1）硫锰净化废渣预先粉碎的目的是____________________。（2）“除杂1”溶液的pH范围应调节为____________~6之间，“滤渣1”的主要成分是____________。（3）“除杂2”中加入MnF2的目的是使Ca2+转化为CaF2沉淀除去，若溶液的pH偏低，将会导致Ca2+沉淀不完全，其原因是___________________[Ksp(CaF2)=5.3×10-9，Ka(HF)=6.3×10-4]。（4）NiSO4在NaOH溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的化学方程式______________________________。（5）“操作IV”的具体实验操作有____________、过滤、洗涤、干燥得到CoSO4·nH2O样品，采用热重分析法测定该样品中所含结晶水数，将样品加热到95℃时失掉1个结晶水，失重6.4%。则该CoSO4·nH2O样品的化学式为______________________________。6．Co3O4在工业上有重要应用。利用原钴矿(主要含有Co2O3，还含有少量Cr2O3、NiO等杂质)制备Co3O4的工艺流程如下：已知：①在含一定量Cl-的溶液中：Co2++4Cl-=CoCl②CoCl溶于有机胺试剂，Co2+、Cr3+和Ni2+不溶于有机胺试剂；有机胺试剂不溶于水。③Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15（1）原钴矿需预先粉碎的目的是____________________。（2）步骤i中Co2O3溶解时发生反应的离子方程式为_____________________________。（3）步骤ii中加入NaCl固体的目的是______________________________________。（4）步骤v反应过程中无气体逸出，则沉钴时发生反应的离子方程式为_____________________________；沉钴过程选择较高温度有利于沉淀生成，但加入等量(NH4)2CO3选择过高温度得到的沉淀质量反而会减少，减少的原因是______________________________________。（5）常温下，步骤v沉钴滤液中，Co2+含量为5.9×10-2g·L-1，此时溶液的pH=____________________。（6）步骤vi在空气中煅烧生成Co3O4的化学方程式是_____________________________。7．锂辉石广泛应用于化工、玻璃、陶瓷行业，享有“工业味精”的美誉。某化工厂以锂辉石[，含少量、的盐]为原料生产磷酸亚铁锂()，其主要工艺流程如图所示：已知：温度/℃20406080溶解度1.331.171.010.85溶解度34.232.831.930.5（1）该工艺流程中多次涉及过滤操作，在实验室中过滤时用到的玻璃仪器除漏斗外，还需要___________。（2）“试剂X”的目的是分离除杂，则试剂X应为溶液和___________(填试剂名称)，常温下测得滤液Ⅰ中，为使恰好完全沉淀，需加入溶液调节溶液___________[已知]。（3）滤液Ⅱ中加入饱和溶液的目的是，过滤后用热水洗涤的原因是___________。（4）不溶于水，可由、和反应制备，该反应的离子方程式为___________；若制备时消耗质量分数为20%的溶液170g，则将其完全转化为，理论上需消耗浓度为60的溶液___________L。（5）高温煅烧制备时，发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。8．一种利用酸浸提取硫酸烧渣(主要含Fe2O3、FeO、SiO2)等制备铁红并回收副产物硫酸铵的工艺流程如图。

酸浸时加入H2C2O4(草酸)作助溶剂，与Fe3+生成易溶于水的[Fe(C2O4)3]3-，有利于加快Fe3+的浸取。已知：①H2C2O4可与Fe2+生成FeC2O4沉淀；②H2C2O4与Fe3+生成易溶于水的[Fe(C2O4)3]3-；③H2C2O4在硫酸作用下，受热易分解生成CO和CO2。（1）用50%的硫酸“酸浸”时，反应液的温度、H2C2O4的加入量对铁浸取率的影响分别如图1、图2所示。()

①“硫酸烧渣”中Fe2O3与H2SO4反应的离子方程式为_________________________________________。②图1中，反应液的温度高于95℃时，铁浸取率开始降低，其原因是_____________________。③图2中，H2C2O4加入量在5~20%时，铁浸取率增大，其原因是_____________________；H2C2O4加入量超过20%时，铁浸取率反而开始降低，其原因是_______________________________。（2）“氧化”时，发生的主要反应的离子方程式为_______________________________。