高考化学化学工艺流程 综合大题精编30题答案+解析.docx

1、高考化学化学工艺流程 综合大题精编30题答案+解析2020年高考化学：化学工艺流程 综合大题精编30题【答案+解析】1.如图为从预处理后的可充电电池粉末(主要为NiO、CdO、CoO和Fe2O3等)中回收重金属的工艺流程。回答下列问题：(1)浸取过程为先加入NH4HCO3溶液，再向其中通入NH3，滤液中主要含Cd(NH3)42、Ni(NH3)62、Co(NH3)62及CO。写出NiO浸取时发生反应的化学方程式：_(2)为探究“催化氧化”步骤中Co(NH3)62氧化为Co(NH3)63的实验条件，向Co(NH3)62含量为0.38 gL1的溶液中通入空气，待反应完全后，记录数据如下表：反应时间C

2、o(NH3)63/gL1(25 )Co(NH3)63/gL1(90 ，石墨催化)1.5 h0.0900.352.5 h0.140.385 h0.350.38由表中数据可得，Co(NH3)62氧化的最佳条件为_。(3)已知Co(OH)3为强氧化剂，向Co(OH)3中加入浓盐酸发生反应，写出该反应的离子方程式：_。(4)“反萃取”的原理为NiR有机2H Ni22HR有机，需加入的试剂X为_，分离有机相和水相的操作为_。(5)水相的主要溶质为_(填化学式)。(6)生成CdCO3沉淀是利用反应Cd(NH3)42CO CdCO34NH3。已知：常温下，该反应平衡常数K2.75105，Cd(NH3)42

3、Cd24NH3的平衡常数K不稳2.75107，列式计算Ksp(CdCO3)：_。答案(1)NiO5NH3NH4HCO3=Ni(NH3)6CO3H2O(2)90 ，石墨催化，反应时间为2.5 h(3)2Co(OH)36H2Cl=2Co2Cl26H2O(4)硫酸溶液(或H2SO4溶液)分液(5)Cd(NH3)4CO3(6)Ksp(CdCO3)c(CO)c(Cd2)1.01012解析(1)由题给信息，浸取过程得到的滤液中含Cd(NH3)42、Ni(NH3)62、Co(NH3)62和CO，可知NiO浸取时发生反应的化学方程式为NiO5NH3NH4HCO3=Ni(NH3)6CO3H2O。(2)由题给信息

4、可知，催化氧化前溶液中Co(NH3)62的浓度为0.38 gL1，“90 ，石墨催化，反应时间为2.5 h”和“90 ，石墨催化，反应时间为5 h”两个条件下均可将溶液中的Co(NH3)62全部氧化为Co(NH3)63，但同等条件下，反应时间越短越好，故最佳条件为90 ，石墨催化，反应时间为2.5 h。(3)Co(OH)3为强氧化剂，由工艺流程可知经反应得到CoCl2溶液，因此Co(OH)3被浓盐酸还原为CoCl2，而浓盐酸被氧化为Cl2，故反应的离子方程式为2Co(OH)36H2Cl=2Co2Cl26H2O。(4)为促进Ni向水相转移，平衡需正向移动，结合流程中的产物为NiSO46H2O，故

5、应加入H2SO4溶液。分离有机相和水相的操作为分液。(5)由流程分析可得，水相的主要溶质为Cd(NH3)4CO3。(6)Ksp(CdCO3)c(CO)c(Cd2)1.01012。2锶（Sr）为第五周期IIA族元素，其化合物六水氯化锶（SrCl26H2O）是实验室重要的分析试剂，工业上常以天青石（主要成分为SrSO4）为原料制备，生产流程如下：（1）工业上天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是_。（2）工业上天青石隔绝空气高温焙烧，若0.5 mol SrSO4中只有S被还原，转移了4 mol电子。写出该反应的化学方程式：_。（3）加入硫酸的目的是_。为了提高原料的利用率，滤液中Sr2+的浓度应不高于_

6、 mol/L注：此时滤液中Ba2+浓度为1105 mol/L，Ksp(BaSO4)=1.11010，Ksp(SrSO4)=3.3107。（4）产品纯度检测：称取1.000 g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO3 1.100102 mol的AgNO3溶液（溶液中除Cl外，不含其它与Ag+反应的离子），待Cl完全沉淀后，用含Fe3+的溶液作指示剂，用0.2000 mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出。滴定反应达到终点的现象是_。若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00 mL，则产品中SrCl26H2O的质量百分含量为_（

7、保留4位有效数字）。（5）工业上常用电解熔融SrCl2制锶单质。由SrCl26H2O制取无水氯化锶的方法是_。【答案】（1）增加反应物的接触面积，提高化学反应速率（2）SrSO4+4CSrS+4CO（3）除去溶液中Ba2+杂质 0.03（4）加1滴NH4SCN溶液溶液由无色变为红色，且30 s内不褪色 93.45%（5）加热SrCl26H2O失去结晶水至恒重（或灼烧等）【解析】（1）天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是为了增加反应物的接触面积，提高化学反应速率，从而提高原料的转化率。（2）在焙烧的过程中若只有0.5 mol SrSO4中只有S被还原，转移了4 mol电子，则1 mol的S转移8 m

8、ol的电子，由于在反应前元素的化合价为+6价，所以反应后元素的化合价为2价，因此碳与天青石在高温下发生反应的化学方程式为：SrSO4+4CSrS+4CO。（3）在用HCl溶解SrS后的溶液中加入硫酸的目的是除去溶液中Ba2+杂质；由于在Ba2+浓度为1105 mol/L，BaSO4的溶度积常数为1.11010，所以c()= mol/L=1.1105 mol/L，而SrSO4的溶度积常数为3.3107，所以c(Sr2+)= mol/L=3.0102=0.03 mol/L。（4）若NH4SCN不再与Ag+结合形成AgSCN白色沉淀，溶液中就会含有过量的SCN，会与Fe3+产生络合物，溶液变为红色，

9、因此滴定达到终点时溶液由无色变为血红色，且30 s不褪色；n(NH4SCN)=0.2000 mol/L0.02 L=4.0103 mol，Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出，所以溶液中剩余的Ag+的物质的量为：n(Ag+)=4.0103 mol，则与Cl反应的Ag+的物质的量为：n(Ag+)=1.100102 mol4.0103 mol=7.0103 mol，1.000 g产品中SrCl26H2O的物质的量为：n(SrCl26H2O)=n(Ag+)=3.5103 mol，1.000 g产品中SrCl26H2O的质量为：m(SrCl26H2O)=3.5103mol267 g/mol=0.934

10、5 g，所以产品纯度为：100%=93.45%。（5）氯化锶属于强酸强碱盐，不能水解，由SrCl26H2O制取无水氯化锶，直接加热SrCl26H2O失去结晶水至恒重。3镍钴锰酸锂电池是一种高功率动力电池。采用废旧锂离子电池回收工艺制备镍钴锰酸锂三元正极材料(铝电极表面涂有LiNi1xyCoxMnyO2)的工艺流程如图所示：回答下列问题（1）废旧锂离子电池拆解前进行“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是_。（2）能够提高“碱浸”效率的方法有_(至少写两种)。（3）“碱浸”过程中，铝溶解的离子方程式为_。（4）实验室模拟“碱浸”后过滤的操作，需用到的玻璃仪器有_；过滤后需洗涤，简述洗涤的操作过

11、程：_。（5）LiCoO2参与“还原”反应的离子方程式为_。（6）溶液温度和浸渍时间对钴的浸出率影响如图所示：则浸出过程的最佳条件是_。（7）已知溶液中Co2+的浓度为1.0molL1，缓慢通入氨气，使其产生Co(OH)2沉淀，则Co2+沉淀完全时溶液的最小pH为_(已知：离子沉淀完全时c(Co2+)1.0105molL1，KspCo(OH)2=4.01015，1g2=0.3，溶液体积变化忽略不计)。（8）写出“高温烧结固相合成”过程的化学方程式：_。【答案】 放电有利于Li+向正极移动并进入正极材料 粉碎、适当增大NaOH的浓度、适当升高温度等 2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H

12、2 漏斗、烧杯、玻璃棒 沿玻璃棒向过滤器中加水至浸没沉淀，待水滤出后重复操作23次 2LiCoO2+6H+H2O2=2Li+2Co2+4H2O+O2 75，30 min 9.3 (4-4x-4y)Ni(OH)2+4xCo(OH)2+4yMn(OH)2+2Li2CO3+O24LiNi1-x-yCoxMnyO2+2CO2+4H2O 【解析】（1）放电时，负极上生成锂离子，锂离子向正极移动并进入正极材料中，所以“放电处理”有利于锂在正极的回收，故答案为：放电有利于Li+向正极移动并进入正极材料；（2）提高浸出率的方法有粉碎、适当增大NaOH的浓度、适当升高温度等，故答案为：粉碎、适当增大NaOH的浓

13、度、适当升高温度等；（3）“碱浸”过程中，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2，故答案为：2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2；（4）过滤需用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；洗涤沉淀在过滤器中进行，其操作为：沿玻璃棒向过滤器中加水至浸没沉淀，待水滤出后重复操作23次；故答案为：漏斗、烧杯、玻璃棒；沿玻璃棒向过滤器中加水至浸没沉淀，待水滤出后重复操作23次；（5）LiCoO2中Li元素为+1价，O元素为-2价，故Co元素化合价为+3价，LiCoO2为难溶物，H2SO4为电解质，H2O2还原LiCoO2中+3价Co元素，反应的离子方程式为2LiCoO2+6H+H2O2=2Li+2Co2+4H2O+O2，故答案为：2LiCoO2+6H+H2O2=2Li+2Co2+4H2O+O2；（6）由