高考化学化工流程专题训练(一)

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。

化工流程专题训练（一）

1.（2013 年全国卷I 第27 题）．（15 分）锂离子电池的应用很广，某正极材料可再生利用，某锂离子电池的正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、导电剂乙炔黑和铝箔等，充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+x Li++x e—=Li x C6，现欲利用以下工艺流程回收正极材料中某些金属资源（部分条件未给出）

废旧

液

滤液

A l (O H) 3固体

锂离子电

渣

渣

滤

水相（L i 2S O 4 溶液）

有机相

有机相生回用

滤液

回答下列问题：水相（C o S O4溶液C o C O3固体

（1）LiCoO 中，Co 元素的化合价为43

（2）写出“正极碱浸”中发生的离子方程式。（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式

；可用盐酸代替H2SO4 和H2O2 的混合液，但缺点是。

（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式。

（5）充电给出中，发生LiCoO2 与Li1-x CoO2 之间的转化，写出放电时电池反应方程式

。

（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是；在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有（填化学式）。

2.(2010 年安徽卷27).（14 分）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设

（1）第②步反应得到的沉淀X 的化学式为。

（2）第③步反应的离子方程式是。

（3）第④步反应后，过滤Li2CO3 所需的玻璃仪器有。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：、。

（4）若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4 的质量为18.1g，第③步反应中加入20.0 mL3.0 mol·L-1 的H2SO4 溶液，假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3，则至少有 g Na2CO3 参加了反应。

2

2

＋

3.（2011 年福建卷第 24 题）(14 分)四氯化钛（TiCl 4）是制取航天航空工业材料——钛合金的重 要原料，由钛铁矿（主要成分是 FeTiO 3）制备 TiCl 4 等产品的一种工艺流程示意如下：

成 品

T i C l 4

气

（1） 往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生。

2Fe 3＋＋Fe === 3Fe 2＋； 2TiO 2＋(无色) ＋Fe ＋4H ＋ === 2Ti 3＋(紫色) ＋Fe 2＋＋2H O Ti 3＋

(紫色) ＋Fe 3＋＋H O ===TiO 2＋

(无色) ＋Fe 2＋＋2H ＋；加入铁屑的作用是： 。 （2）在②→③工艺中需要控制条件以形成 TiO 2·n H 2O 溶胶,该分散质颗粒直径大小在_范围。 （3）若把③中制得的固体 TiO 2·n H 2O 用酸清洗除去其中的 Fe (OH)3 杂质，还可制得钛白粉。已

知 25℃时，K sp [Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应 Fe (OH)3＋3H

K = 。 Fe 3＋ ＋H 2O 的平衡常数 （4）已知：TiO 2 (s) ＋2 Cl 2 (g)=== TiCl 4(l) ＋O 2(g)

△H = +140 kJ·mol -1 2C(s) ＋O 2(g)=== 2CO(g) △H = —221 kJ·mol -1

写出④中 TiO 2 和焦炭、氯气反应生成液态 TiCl 4 和 CO 气体的热化学方程式： 。 （5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存

在的不足之处是 （只要求写出一项）。 （6）依据右表信息，要精制含少量 SiCl 4 杂质的 TiCl 4 ，

可采用 方法。

4.(2012 四川 29).（16 分）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将

烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，

回收 CO 2

分离

最终生成硫酸钙。硫酸钙可在右图所示的循环燃烧装置的燃料反 应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧 化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。 请回答下列问题：

（1）煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问 题有 。（填写字母编号） A ．温室效应 B ．酸雨 C ．粉尘污染 D ．水体富营养化 （2）在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间二氧化碳以增加 其脱硫效率；脱硫时控制浆液的 pH 值，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化 生成硫酸钙。 ①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为 。②亚硫酸氢 钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为 。

（3）已知 1mol CH 4 在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸收 160.1 kJ ，1mol CH 4 在氧气中完

全燃烧生成气态水时放热 802.3 kJ 。写出空气反应器中发生的热化学方程式： 。

（4）回收的 CO 2 与苯酚钠在一定条件反应生成有机物 M ，其化学式为 C 7H 5O 3Na ，M 经稀硫酸酸

化后得到一种药物中间体 N ，N 的结构简式为 ①M 的结构简式为

。

—OH 。 —COOH

②分子中无—O —O —，醛基与苯环直接相连的 N 的同分异构体共有

种。