第3章 第3课时 金属及其化合物的化工流程-【直击双1流】2022版高考化学真题分类全刷

第 3 课时　 金属及其化合物的化工流程 1 主族元素 1. (2018 课标Ⅰ,7,6 分,★★★)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,其流程如图所示。 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 2. (2019 课标Ⅰ,26,14 分,★★★★)硼酸(H3 BO3 )是一种重 要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。 一种 以硼镁矿(含 Mg2 B2 O5 ·H2 O、SiO2 及少量 Fe2 O3 、Al2 O3 )为 原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如图所示。 请回答下列问题。 (1)在 95 ℃ “溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应 的化学方程式为 　 。 (2)“滤渣 1”的主要成分有 。 为检验“过 滤 1”后的滤液中是否含有 Fe3+ ,可选用的化学试剂 是 。 (3)根据 H3BO3 的解离反应:H3BO3 +H2O 􀜩􀜨􀜑 H + +B(OH)-4 , Ka =5. 81×10 -10,可判断 H3BO3 是 酸;在“过滤 2” 前,将溶液 pH 调节至 3. 5,目的是 　 。 (4)在“沉镁”中生成 Mg(OH) 2 ·MgCO3 沉淀的离子方程式 为 ,母液经加热后可返回 工序循环使用。 由碱式碳酸镁制备轻质氧化 镁的方法是 。 3. (2019 课标Ⅱ,26,13 分,★★★★)立德粉 ZnS·BaSO4(也 称锌钡白),是一种常用白色颜料。 请回答下列问题。 (1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦 可定性鉴别某些金属盐。 灼烧立德粉样品时,钡的焰色 为 (填标号)。 A. 黄色 B. 红色 C. 紫色 D. 绿色 (2)以重晶石(BaSO4 )为原料,可按如下工艺生产立德粉。 ①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡, 该过程的化学方程式为　 　 　 　 　 　 　 　 。 回转炉尾 气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其 转化为 CO2 和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式 为　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 。 ②在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气 味的气体,且水溶性变差,其原因是“还原料”表面生成 了难溶于水的　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 (填化学式)。 ③沉淀器中反应的离子方程式为 。 (3)成品中 S2-的含量可以用“碘量法”测得。 称取m g 样品,置 于碘量瓶中,移取 25. 00 mL 0. 100 0 mol·L-1 的 I2 KI 溶 液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应 5 min,有单 质碘析出。 以淀粉为指示剂,过量的 I2 用 0. 100 0 mol·L-1 Na2 S2 O3 溶液滴定,反应式为 I2 +2S2 O2 - 4 􀪅􀪅2I - +S4 O2 - 6 。 测定时消耗 Na2 S2 O3 溶液体积 V mL。 终点颜色变化为 ,样品中 S2- 的含量为 (写出表 达式)。 4. (2017 课标Ⅰ,27,14 分,★★★★)Li4 Ti5 O12 和 LiFePO4 都 是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿 ( 主要成分为 FeTiO3 ,还含有少量 MgO、SiO2 等杂质)来制备。 工艺流程 如图所示。 请回答下列问题。 (1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如图所示。 由图可知, 当铁的浸出率为 70%时,所采用的实验条件为 　 。 (2)“酸浸”后,钛主要以 TiOCl2-4 形式存在,写出相应反应的 离子方程式: 　 。 (3)TiO2 ·xH2 O 沉淀与 H2 O2 溶液、氨水反应 40 min 所得实 验结果如表所示。 温度 / ℃ 30 35 40 45 50 TiO2 ·xH2 O 转化率 / % 92 95 97 93 88 分析 40 ℃时 TiO2 ·xH2 O 转化率最高的原因 　 。 ( 4 ) Li2Ti5O15 中 Ti 的化合价为 + 4, 其中过氧键的数目 为 。 (5)若“滤液②”中 c(Mg2+ )= 0. 02 mol·L-1,加入 H2O2 溶液 和磷酸(设溶液体积增加 1 倍),使 Fe3+ 恰好沉淀完全即 溶液中 c ( Fe3+ ) = 1. 0 × 10-5 mol · L-1, 此时是否有 Mg3(PO4) 2 沉淀生成? 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 (列