大题强化训练1 化学工艺流程题 高考模拟试题演练（Word练习）-【精讲精练】2024年高考化学二轮专题辅导与训练(B版)

大题强化训练(一)　高考模拟试题演练 [对应学生用书P181] 1．废旧锂电池的有效回收，可以减少环境污染，也能缓解贵金属资源危机。一种高效处理三元锂电池正极活性物质(其中金属元素的质量分数为Li－6.78%、Mn－16.94%、Co－11.88%、Ni－30.37%)，回收贵金属元素的工艺如下。 已知：金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH值如下表所示： 金属离子 Co2＋ Mn2＋ Ni2＋ 开始沉淀的pH 6.6 7.8 6.7 完全沉淀的pH 9.2 10.4 9.5 回答下列问题： (1)在一定条件下“酸浸”时，金属离子的浸出率与硫酸浓度的关系如下图所示，此条件下，硫酸浓度为________mol/L。为提高金属离子的浸出率，除硫酸浓度外，还可以研究________、____________等条件与金属离子的浸出率的关系。 (2)“调pH”的最佳pH为5，原因是：①pH过低，丁二酮肟不易与Ni2＋络合生成丁二酮肟镍沉淀，不利于Ni2＋的除去；②pH值过高，________。 (3)“沉锰”的离子方程式为_______________________________________________。 (4)“还原煅烧”时，生成的Li2CO3溶解度较小。“水浸”时，通入过量CO2有利于Li2CO3溶解为Li＋，从而与其他金属元素分离，从平衡移动的角度分析其原理： ________________________________________________________________________。 (5)金属离子的电化学沉积法清洁环保且成本较低。其原理是通过电解装置将金属离子从溶液中逐一还原析出，生成的金属单质应附着在________极。 电解时，各金属离子还原为单质的电压如下表： 金属离子 Co2＋ Mn2＋ Ni2＋ 还原为单质的电压/V 0.280 1.185 0.257 若要改进工艺，更好分离金属离子，应在______________(填字母)流程后开始使用电化学沉积法。最后析出的金属单质为______________。 A．“酸浸”　　　　　 B．“调pH” C．“沉镍” D．“沉锰” 解析　(1)由图可知，硫酸浓度为2.5 mol/L时金属离子的浸出率较高，为减少原料浪费，硫酸最合适的浓度为2.5 mol/L；浓度、反应物接触面积、反应时间等会影响反应速度，则为提高金属离子的浸出率，除硫酸浓度外，还可以研究酸浸时间、温度、搅拌速率、液固投料比等条件与金属离子的浸出率的关系；(4)“水浸”时，体系中存在Li2CO3的溶解平衡：Li2CO3(s)Li＋(aq)＋CO(aq)，通入过量CO2与CO结合生成HCO，降低了CO的浓度，使Li2CO3的溶解平衡向溶解的方向移动，因此有利于Li＋进入溶液；(5)金属离子发生还原反应生成金属单质，电解池中阴极发生还原反应，则生成的金属单质附着在阴极；由于Ni2＋与Co2＋还原为单质的电压相差不远，较难分离，则应在“沉镍”流程后开始使用电化学沉积法，故选C，Co2＋还原为金属Co的电压较低，通电后先析出，最后析出的金属单质为锰。 答案　(1)2.5 　酸浸时间　温度、搅拌速率、液固投料比(其他影响速率的因素合理即可)　(2)Co2＋和Mn2＋形成氢氧化物沉淀，不能与镍盐沉淀分离 (3)2MnO＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ (4)体系中存在Li2CO3的溶解平衡：Li2CO3(s)2Li＋(aq)＋CO(aq)，通入过量CO2与CO结合生成HCO，降低了CO的浓度，使Li2CO3的溶解平衡向溶解的方向移动，因此有利于Li＋进入溶液 (5)阴　C　锰 2．稀土在电子、激光、核工业、超导等诸多高科技领域有广泛的应用。钪(Sc)是一种稀土金属，利用钛尾矿回收金属钪和草酸的工艺流程如图1所示。 已知：①xNH4Cl·yScF3·zH2O是“沉钪”过程中ScF3与氯化物形成的复盐沉淀，在强酸中部分溶解。 ②“脱水除铵”是复盐沉淀的热分解过程。 ③25 ℃时，部分物质的相关信息如下表所示： Ksp(PbSO4) Ksp(PbC2O4) Ka1(H2C2O4) Ka2(H2C2O4) 2.0×10－8 5.0×10－10 6.0×10－2 6.25×10－5 回答下列问题： (1)“焙烧”过程生成Sc2O3的化学方程式为___________________________________。 (2)含钪元素的微粒与lgc、pH的关系如图2所示，用氨水调节溶液的pH值，控制pH的范围是3.5＜pH＜4.2的理由是_____________________________________________。