以“化学工艺流程”为主导的主观题增分强训(一)（Word练习）-【创新方案】2024年高考化学二轮复习专题辅导与测试（新教材Ⅰ）

以“化学工艺流程”为主导的主观题增分强训（一） 1．钾离子电池以其优异的性能成为替代锂离子电池的一种选择，该电池的负极是由钾嵌入石墨中构成，正极主要含K2NiFeO4、铝箔、醚类有机物等。从某废旧钾离子电池中回收部分材料的流程如下： 已知：Ⅰ.放电时负极的电极反应式为KxC6－xe－===C6＋xK＋； Ⅱ.常温下，Ksp[Fe(OH)3]＝4×10－38，当溶液中某离子浓度低于1×10－5 mol·L－1时，认为该离子已沉淀完全。 回答下列问题： (1)废旧电池放电处理的原因为____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)“碱浸”时发生反应的化学方程式为___________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)已知K2NiFeO4中的铁为＋3价，则“酸溶”时主要反应的离子方程式为____________________；该工序中温度需控制在40 ℃的原因为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若最终调节pH＝3，则所得母液中的Fe3＋_____(填“已”或“未”)沉淀完全。 (5)实验室中从“反萃取”所得混合液中分离出NiSO4溶液的操作名称为____________。 (6)废旧钾离子电池放电处理并拆解后，从负极得到石墨，其结构如图。 石墨两层之间最近碳原子间距远大于层内最近碳原子间距的原因为____________________________________；设阿伏加德罗常数的值为NA，则石墨晶体密度为_________g·cm－3(列式即可)。 解析：(1)废旧电池放电处理的原因为通过放电将正负极材料分离，提高回收率并防止拆解过程和焙烧过程中发生危险。(2)“正极焙烧”除去正极材料中的醚类有机物，并将铝箔转化为Al2O3，“碱浸”时发生反应的化学方程式为Al2O3＋2KOH===2KAlO2＋H2O。(3)“酸溶”时发生反应的离子方程式为2K2NiFeO4＋H2O2＋14H＋===2Ni2＋＋2Fe3＋＋4K＋＋8H2O＋O2↑；该工序中温度需控制在40 ℃的原因为低于40 ℃，反应速率慢，高于40 ℃，H2O2的分解速度太快。(4)Ksp[Fe(OH)3]＝4×10－38，若最终调节pH＝3，则Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)×10－33＝4×10－38，所得母液中c(Fe3＋)＝4×10－5 mol·L－1>1×10－5 mol·L－1，所以Fe3＋尚未沉淀完全。(5)实验室中从“反萃取”所得混合液中分离出NiSO4溶液的操作名称为分液。(6)石墨两层之间最近碳原子间距远大于层内最近碳原子间距的原因为层内相邻碳原子采用共价键相连，层与层之间碳原子之间的作用力为范德华力；由图可知，晶胞中有8×＋4×＋2×＋1＝4个碳原子，则石墨的密度为 g·cm－3。 答案：(1)将正、负极材料分离，提高回收率并防止拆解过程和焙烧过程中发生危险(答案合理即可) (2)Al2O3＋2KOH===2KAlO2＋H2O (3)2K2NiFeO4＋H2O2＋14H＋===2Ni2＋＋2Fe3＋＋4K＋＋8H2O＋O2↑　低于40 ℃，反应速率慢，高于40 ℃，H2O2的分解速度太快 (4)未　(5)分液 (6)层内相邻碳原子采用共价键相连，层与层之间碳原子之间的作用力为范德华力　 2．2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的火箭成功发射。钛合金材料用于制造航天器的燃料储箱、火箭发动机壳体和喷嘴导管、自夹持螺栓紧固件等。用钛铁矿渣(主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3等)作原料，生产二氧化钛的主要步骤如下： 请按要求回答下列问题： (1)Ti位于元素周期表中第__________族，基态时原子核外电子排布式为[Ar]__________。 (2)实际生产时，向沸水中加入滤液Ⅲ，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解。水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。请依据平衡原理分析通入高温水蒸气的作用：__________________________________