专题十一 化学工艺流程-【优化提升】2023年高考化学二轮专题突破练

专题十一 化学工艺流程 1．（2023·湖北·校联考模拟预测）钨精矿分解渣具有较高的回收利用价值，以钨精矿分解渣为二次资源综合回收锰、铁的工艺流程如下： 已知：钨精矿分解渣的主要化学成分及含量 名称 MnO2 Fe2O3 CaO SiO2 WO3 ZnO 其它 含量 34.8% 26.1% 7.6% 8.8% 0.75% 0.66% - ①WO3不溶于水、不与除氢氟酸外的无机酸反应。 ②Ksp(ZnS)=3×10-25、Ksp(MnS)=2.4×10-13 (1)将钨精矿分解渣预先粉碎的目的是___________。 (2)“浸渣”的主要成分为___________。 (3)“除杂”时加入(NH4)2SO4的目的是___________；相较于H2SO4，该步选择(NH4)2SO4的优点是___________。 (4)“沉铁”时需要在不断搅拌下缓慢加入氨水，其目的是___________。 (5)用沉淀溶解平衡原理解释“净化”时选择MnS的原因___________。 (6)“沉锰”时发生反应的离子方程式为___________。 (7)取2kg钨精矿分解渣按图中流程进行操作，最终得到880g含锰元素质量分数为45%的MnCO3，则整个过程中锰元素的回收率为___________。 2．（2023·四川宜宾·统考二模）废旧磷酸铁锂电池的正极材料中含有LiFePO4、Al、导电剂(乙炔墨、碳纳米管)等。工业上利用废旧磷酸铁锂电池的正极材料制备Li2CO3的工艺流程如下： 已知：①LiFePO4不溶于碱，可溶于稀酸。 ②常温下，Ksp(FePO4)=1.3×10-22， Ksp[Fe(OH)3]=4.0 × 10-38。 ③Li2CO3在水中溶解度： 温度/°C 0 20 40 60 80 100 溶解度/g 1.54 1.33 1.17 1.01 0.85 0.72 回答下列问题： (1)将电池粉粹前应先放电，放电的目的是_______。 (2)“滤液A”中的溶质主要是_______。 (3)“酸浸”时，加入H2O2溶液的目的是_______(用离子方程式表示)。盐酸用量不宜太多，结合后续操作分析，原因是。_______。 (4)“沉铁沉磷”时，当溶液pH从1.0增大到2.5时，沉铁沉磷率会逐渐增大，但pH超过2.5以后，沉磷率又逐渐减小。从平衡移动的角度解释沉磷率减小的原因是_______。 (5)“提纯”时，可用热水洗涤Li2CO3粗品，理由是_______。 (6)制取的Li2CO3、FePO4与足量的炭黑混合，隔绝空气高温灼烧得到LiFePO4，反应的化学方程式是_______。 3．（2023·安徽安庆·统考二模）金属钒在新能源动力电池中有重要作用。含钒尖晶石是钒渣中最主要的含钒物相，其主要成分有V2O3、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2.采用以下工艺流程制备V2O5。 (1)“焙烧”过程中被氧化的元素为_______，写出V2O3与Na2CO3反应的化学方程式_______。 (2)“沉淀1”的成分是_______。 (3)“滤液1”中铝元素所发生的离子反应方程式_______。 (4)“沉淀2”加热分解后固体产物的用途_______。(任写一种) (5)“沉钒”析出NH4VO3晶体时，需要加入过量(NH4)2CO3，结合平衡移动原理解释原因_______。 (6)该工艺流程中可回收再循环利用的物质有_______。 4．（2023·辽宁丹东·统考一模）随着新能源汽车的飞速发展，大量废旧电池的回收处理已是目前的热点问题，下图是废旧磷酸铁锂电池正极材料(含、导电炭黑、铝箔)的一种常见的回收再生流程： 试回答下列问题： (1)“碱浸”步骤中反应得到滤液1的化学方程式为_______。 (2)“碱浸”中NaOH不宜过量太多的原因是_______。 (3)“酸浸”步骤为了达到理想的浸出效果，需要控温，试分析可能的原因：_______。 (4)完成“酸浸”步骤中主要反应的离子方程式：_______。 _______+_______+_______=_______Li++_______+_______+_______ (5)题设条件下溶液pH对铁元素、磷元素沉淀率的影响如下图所示。 已知滤液2加氨水热处理步骤控制最佳pH约为2.5。当pH<2.5时随着溶液pH逐渐升高，磷元素沉淀率增大，请从电离平衡移动的角度解释其原因：_______；当pH>2.5时部分会转化为_______沉淀，使得被释放，磷元素沉降率下降。 (6)磷酸铁锂电池的工作原理为：，电池中聚合物隔膜只允许Li+通过，若用此电池作电源电解水，当两极收集到气体在标准状况下体积共为336mL时，电