2024届高三化学二轮复习之工艺流程大题

大题专题：工业流程 年 级： 高 三 教学目的 针对高考化学的工业流程大题进行针对性突破 重点难点 1. 方程式的书写和配平 2. 流程步骤分析 3. 相关计算 教学内容 1．钛酸钡()是制备电子陶瓷材料的基础原料。 (1)实验室模拟制备钛酸钡的过程如下：    已知：能水解生成，能进一步水解生成；能与浓硫酸反应生成。草酸氧钛钡晶体的化学式为。 ①Ti(IV)的存在形式(相对含量分数)与溶液pH的关系如图所示。“沉钛”时，需加入氨水调节溶液的pH在2～3之间，理由是___________。 ②由草酸氧钛钡晶体(相对分子质量为449)煅烧制得钛酸钡分为三个阶段。 现称取44.9g草酸氧钛钡晶体进行热重分析，测得残留固体质量与温度的变化关系如图所示。C点残留固体中含有碳酸钡和钛氧化物，则阶段II发生反应的化学方程式为___________。 ③钛酸钡晶胞的结构示意图如图所示，其中与紧邻的构成的几何构型是___________。 (2)利用将浅紫色氧化为无色Ti(IV)的反应可用于测定钛酸钡的纯度。 ①请补充完整实验方案：称量2.33g钛酸钡样品完全溶于浓硫酸后，加入过量铝粉，充分振荡，使其完全反应(Al将转化为)；___________； 将待测钛液转移到100mL容量瓶中后定容，取20.00mL待测钛液于锥形瓶中， ___________； 记录消耗标准液的体积，重复滴定实验操作3次，平均消耗标准液19.50mL。(实验时须使用的试剂有：稀硫酸、0.1000 溶液、KSCN溶液) ②钛酸钡样品的纯度为___________(写出计算过程)。 2．实验室从某废弃炉渣(含Cu、Ni、Co、Ca、Fe等金属及其氧化物)中回收Cu、Ni、Co，其部分实验过程如下： (1)除杂。该步骤所用玻璃仪器有烧杯、___________。 (2)除铁。将“置换”后溶液中的氧化为，控制pH可形成沉淀。写出该反应的离子方程式：_____________________。 (3)除钙。向“除铁”后的滤液中加入NaF，使转化为沉淀除去。若溶液pH偏低，将会导致沉淀不完全，其原因是____________。［、］。 (4)除钙后的溶液经过萃取、反萃取等操作可分离钴和镍．其中萃取原理可表示为 ①与萃取剂Cyanex272(磷酸酯)相比，芳香基磷酸酯更适合高酸度废水中的萃取，原因是______。 ②设计以“除钙”后的混合溶液(含、、溶液)为原料，制备的实验方案： (已知、的萃取率-pH的关系曲线如图所示。实验中须使用的试剂有：Cyanex272、溶液、NaOH溶液)。 3．硫酸工业所得废钒催化剂主要含和。一种利用废钒催化剂制取的流程如图所示： 已知：①“酸浸”后的溶液中含钒元素的离子是。 ②钒元素的存在形态较多，部分四价钒和五价钒物种的分布分数与的关系如图所示。 (1)写出“酸浸”时发生反应的离子方程式_________________。 (2)“调”时，控制溶液的，其目的是_______________。 (3)写出“氧化”时发生反应的离子方程式_________________。 (4)“沉钒”时控制溶液约为7，生成偏钒酸铵固体．沉钒率随温度变化如图，温度高于，沉钒率下降的原因是_______________。 (5)在“煅烧”的过程中，固体的残留率随温度变化的曲线如图所示，则A点剩余固体的成分为__________________(填化学式)。 (6)在空气中“煅烧”分解制备，分解一段时间后，得到一种无色有刺激性气味的气体，随后固体中检测到了杂质，不断搅拌，充分反应后，最终无该杂质．请分析生成的原因_____________。 4．以废旧锂离子电池的正极材料[活性物质为、附着物为炭黑、聚乙烯醇粘合剂、淀粉等]为原料，制备纳米钴粉和。 (1)预处理。将正极材料研磨成粉末后进行高温煅烧，高温煅烧的目的是_______。 (2)浸出，将煅烧后的粉末(含和少量难溶杂质)与硫酸混合，得到悬浊液，加入如图所示的烧瓶中。控制温度为75℃，边搅拌边通过分液漏斗滴加双氧水，充分反应后，滤去少量固体残渣。得到、和硫酸的混合溶液。浸出实验中当观察到 ，可以判断反应结束，不再滴加双氧水。 (3)制钴粉。向浸出后的溶液中加入NaOH调节pH，接着加入可以制取单质钴粉，同时有生成。已知不同pH时Co(II)的物种分布图如图所示。Co2+可以和柠檬酸根离子()生成配合物。 ①写出pH=9时制钴粉的离子方程式：_______。 ②pH>10后所制钴粉中由于含有Co(OH)2而导致纯度降低。若向pH>10的溶液中加入柠檬酸钠()，可以提高钴粉的纯度，原因是__