内容正文:
2024届高三新高考化学大一轮专题复习--工业流程题
1.(2022·河北·模拟预测)常作湿度指示剂、分析试剂等。以钴渣(主要成分是CoO、,含少量Ni、等杂质)为原料制备无水氯化钴()的流程如图(部分产物和条件省略)。
已知:
①常温下,几种难溶物质的溶度积数据如表。
物质
AgCl
(砖红色)
②与水剧烈反应生成两种气体,其中一种气体能使品红溶液褪色。
回答下列问题:
(1)“酸浸”工序中用高压枪充入,其目的是 。
(2)“除铝”工序中,加入CoO的作用是 (用离子方程式表示)。
(3)从溶液中提取的操作包括蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。
(4)“脱水”工序在加热条件下进行,对应的化学方程式为 。
(5)已知“酸浸”后溶液中,。当时, (填“会”或“不会”)生成、沉淀。
(6)测定样品纯度:准确称取样品溶于稀硝酸,配制成250mL溶液。取20.00mL所配制溶液于锥形瓶中,滴几滴溶液作指示剂,用溶液滴定至终点。三次平行实验相关数据如表。
实验
开始读数/mL
终点读数/mL
Ⅰ
0.45
25.55
Ⅱ
1.24
26.14
Ⅲ
0.25
26.15
①滴定终点时的现象是 。选择棕色滴定管盛装溶液,其原因是 。
②该样品纯度为 (列出含w、c的代数式即可)。
③下列操作可能使测得结果偏高的是 (填字母)。
A.滴加溶液过多
B.装液前未用溶液润洗滴定管
C.滴定前用溶液润洗锥形瓶
D.开始读数时滴定管尖嘴有气泡,终点时无气泡
2.(2022·江苏·模拟预测)钴酸锂电池广泛应用于笔记本电脑、手机等小型电子设备中。工业通过处理废旧钴酸锂电池正极材料(主要成分为LiCoO2,含少量金属Cu等)回收Co和Li。
(1)废电池预处理
钴酸锂电池工作时发生反应:LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2将废旧钴酸锂电池在盐水中浸泡,使电池充分放电。该处理过程既可以保障后续操作的安全性,还可以达到 的目的。
(2)酸浸正极材料
①将预处理后的正极材料粉碎,加入3mol·L-1硫酸和30%H2O2的混合溶液。写出酸浸时生成Li2SO4和CoSO4的化学方程式: 。
②其他条件相同,浸泡1h,不同温度下钴或铜的浸出率如图所示。从75℃~85℃,铜浸出率增大的幅度明显高于65℃~75℃增大的幅度,原因是 。
(3)沉钴,回收Co(OH)2
向0.100mol·L-1CoSO4溶液中滴加NaOH溶液调节pH,pH=7时开始出现Co(OH)2沉淀。继续滴加NaOH溶液至pH= 时,Co2+沉淀完全[c(Co2+)≤10-5mol·L-1]。
(4)测定Co(OH)2的含量
Co(OH)2在空气中易被氧化为CoOOH。在稀硫酸中加入0.1000gCo(OH)2样品,待样品完全溶解后加入1.000gKI固体。充分反应后,调节溶液pH=3~4。以淀粉作指示剂,用0.01000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至中点,消耗标准溶液25.00mL。
已知:Co3++I-→Co2++I2(未配平);I2+S2O→I-+S4O(未配平)
计算样品中Co(OH)2的质量分数(写出计算过程) 。
3.(2022·河北·模拟预测)一种以钛铁矿(,含、CaO、等杂质)为主要原料制备钛白粉的工艺流程如图所示。
已知:不溶于水和稀酸。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,常将钛铁矿粉碎,并进行搅拌,其目的是 。
(2)“酸浸”后钛元素主要以形式存在,发生反应的化学方程式为 。
(3)滤渣①的主要成分是 (填化学式)。
(4)加入铁粉的目的是还原体系中的。为探究最佳反应条件,某小组进行实验探究,结果如图甲、乙。
①在其他条件不变的情况下,体系中Fe(Ⅲ)含量随pH变化如图甲所示,试分析当pH介于4~6时,Fe(Ⅲ)含量基本保持不变的原因: 。
②保持其他条件不变的情况下,体系中Fe(Ⅲ)含量随温度变化如图乙所示,55℃后,Fe(Ⅲ)含量增大的原因是 。
(5)经处理后,可循环利用的物质有 (填化学式)。
(6)如图丙为EFC剑桥法用固体二氧化钛()生产海绵钛的装置示意图,其原理是在较低的阴极电位下,(阴极)中的氧解离进入熔盐,阴极最后只剩下纯钛。
阴极的电极反应式为 ,装置图中X的化学式为 。
4.(2022·河北·模拟预测)工业锅炉内壁的水垢,不仅浪费燃料,而且容易引发安全隐患。某碳素钢锅炉水垢(主要成分有