2023届高三化学二轮专题训练题—工业流程题

2023届高三化学二轮专题训练题—工业流程题 1．（2023·辽宁·校联考一模）钠离子电池有望代替锂离子电池，其正极材料可再生利用。某钠离子电池正极材料有、石墨烯和少量镁等。充电时，钠离子从正极脱嵌经盐离子导体向负极移动。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。    已知：溶液中离子浓度小于等于时，认为该离子沉淀完全；部分物质的溶度积常数如表所示。 物质 溶度积常数 回答下列问题： (1)中为+4价，则其中Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的数目之比为___________(其中的Ⅱ、Ⅲ表示化合价的数值) (2)“放电处理”的主要目的为___________；“正极酸溶”反应的离子方程式为___________。 (3)“萃取”时，几种萃取剂对铁的萃取率与盐酸浓度的关系如图所示。则适合选用的萃取剂为___________(填字母)，理由为___________。    (4)由“反萃取”所得水相制备的操作为___________。 (5)“沉锰”时，若沉淀完全而不形成沉淀，则“萃取”所得水相中不超过___________(保留2位有效数字)；该工序不采用调的方法的原因为___________。 (6)母液中提取所得晶体的部分立方结构如图所示。    ①图甲所示单元结构不是的晶胞单元的理由为___________。 ②晶体中，由最近围成的正八面体与最近围成的正四面体的数目之比为___________。 2．（2023·辽宁·校联考模拟预测）四氧化三锰用途广泛，如用于合成高品质电极材料锰酸锂、制造磁性材料锰锌铁氧体、制备汽车用温度传感器的热敏电阻等。以软锰矿为原料制备的工艺流程如下所示。    已知：①浸出液中含有、、等杂质。 ②常温时，一些物质的如下表所示。 物质 回答下列问题： (1)基态锰原子中未成对电子数为___________，写出“还原浸出”过程中发生反应的化学方程式：___________。 (2)“调节”时，常温下，若使、沉淀完全(浓度不大于)，则应调至少为___________。 (3)P204是一种有机酸性萃取剂，用表示，萃取方程式可简写为。当其他条件相同时，若按照不同相比(P204与滤液体积比)进行“萃取”，溶液中美、锰元素的萃取率记录如下。 相比 镁萃取率/% 锰萃取率/% 35.19 3.43 58.28 6.25 72.29 13.03 83.67 17.40 90.17 23.97 根据流程及数据，判断“萃取”时最佳相比是___________；“萃取”后，向水相中通入氨气和氧气发生的主要反应的离子方程式为___________；油相中加入的试剂X是___________；反萃取水相中加入并进行后续操作的目的为___________。 (4)此流程中能循环利用的试剂是___________。 (5)工业上也可通过电解和硫酸的混合溶液先制得，再通过还原得到。电解时阳极的电极反应式为___________。 3．（2023·湖北·校联考二模）二氟草酸硼酸锂(LiBF2C2O4)热稳定性好，在较宽的温度范围内具有良好的离子电导率，对水分不敏感，被认为是最有希望取代六氟磷酸锂的电解质锂盐。由锂精矿(主要成分有LiAlSi2O6还含有少量Fe2+等离子)制备LiBF2C2O4的工艺如下。      回答下列问题： (1)调浆浸出时通入热空气的作用是___________(用离子方程式表示)。 (2)锂精矿中所有的Al元素和Si元素以某种铝硅酸盐从滤渣1中分离，该铝硅酸盐的化学式为___________，滤渣2的主要成分是CaCO3和___________(填化学式)。 (3)分离提纯的步骤，将滤液蒸发浓缩，加入NaOH后，冷却到-5~-15℃分离出Na2SO4·10H2O。再将分离后的母液___________、___________(填简要操作)，得到LiOH固体。 (4)在较短的反应时间内，BF3和Li2C2O4反应时的比例对产物组成的影响如下表所示。 n(BF3)：n(Li2C2O4) 产物组成 0.51.0 1.5 2.0 2.5 LiBF2C2O4、LiBF4、Li2C2O4LiBF2C2O4、LiBF4、Li2C2O4 LiBF2C2O4、LiBF4、Li2C2O4 LiBF2C2O4、LiBF4 LiBF2C2O4、LiBF4 ①一般认为BF3和Li2C2O4反应分两步进行： 第一步：Li2C2O4+BF3=LiBF2C2O4+LiFEa1 第二步：___________Ea2 请补齐第二步反应，并判断两步反应的活化能Ea1____