【步步高】(广东专用)2014版高考化学 考前三个月高考冲刺练 第2题 化工流程题(含答案解析).docVIP

第2题　化工流程题 1． 锂被誉为“金属味精”，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β-锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下： 已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH： 氢氧化物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2 开始沉淀pH 2.7 3.7 9.6 完全沉淀pH 3.7 4.7 11 ②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表： 温度/℃ 20 50 75 100 Li2CO3的 溶解度/g 1.329 1.181 0.866 0.728 ③LiOH微溶于水。 请回答下列问题： (1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成：______________。 (2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是______________________________________________。 (3)写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式___________________________________。 (4)洗涤所得Li2CO3沉淀要使用__________(选填“热水”或“冷水”)，你选择的理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)将氯化锂溶液蒸干的过程中还不断通入HCl，其作用是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是________________________________________________________________________。 答案　(1)Li2O·Al2O3·4SiO2 (2)消耗反应Ⅰ中过量的H2SO4；控制pH，使Fe3＋、Al3＋完全沉淀 (3)Mg2＋＋2OH－Mg(OH)2↓、Ca2＋＋COCaCO3↓ (4)热水　Li2CO3在较高温度下溶解度小，用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗 (5)抑制LiCl的水解，防止生成LiOH，同时HCl可带走水蒸气 (6)加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解生成Li2O，电解时O2－放电产生O2(其他合理答案均可) 2． (2013·新课标全国卷Ⅰ，27)锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C＋xLi＋＋xe－LixC6。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)： 回答下列问题： (1)LiCoO2中，Co元素的化合价为__________。 (2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式________________________________。 (3)“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式____________________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是________________________________________________________________________。 (4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式________________________________。 (5)充放电过程中，发生LiCoO2与Li1－xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式________________________。 (6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是___________________。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有________________(填化学式)。 答案　(1)＋3 (2)2Al＋2OH－＋2H2O2AlO＋3H2↑ (3)2LiCoO2＋3H2SO4＋H2O2Li2SO4＋2CoSO4＋O2↑＋4H2O、2H2O22H2O＋O2↑　有氯气生成，污染较大 (4)CoSO4＋2NH4HCO3CoCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑ (5)Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋6C (6)