专项15 工艺流程综合题-备战2022年高考化学阶段性新题精选专项特训(原卷版).docVIP

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备战2022年高考化学阶段性新题精选专项特训（全国卷）

专项十五工艺流程综合题

1．（2022·重庆·一模）磷酸亚铁锂电池是新能源汽车的动力电池之一、采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除外，还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源，流程如图：

资料：碳酸锂在水中溶解度：

温度/℃

0

20

40

60

80

100

溶解度/g

1.54

1.33

1.17

1.01

0.85

0.72

(1)I步操作是粉碎废旧电极，其主要目的是___________。

(2)II步加入过量NaOH溶液后，滤液1中存在的主要阴离子是___________。

(3)III步浸取加入的氧化剂最佳选择是___________。(填字母)

A． B．酸性 C． D．

(4)浸出液中存在大量和，从平衡移动的角度解释Ⅳ步中加入溶液沉铁的主要原理是___________。

(5)滤液2中，加入等体积的溶液后，的沉降率达到90%，母液中___________。[溶液混合后体积变化忽略不计，]

(6)为将粗品提纯，VI步使用___________(填“热”或“冰”)水进行洗涤操作，理由是___________。

(7)工业上将回收的、粉碎与足量的炭黑混合高温灼烧再生制备，反应的化学方程式为：___________。

2．（2022·江西·模拟预测）钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物，其主要成分为VO2?xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2.一种初步分离钒铬还原渣中钒铬并获得Na2Cr2O7的工艺流程如图。

已知：①“酸浸”后VO2?xH2O转化为VO2+；②1g2=0.3；

③Cr(OH)3的Ksp近似为1×10-30；

④有关物质的溶解度(g/100gH2O)如表所示：

温度/℃

20

40

60

80

100

Na2Cr2O7

183.6

215.1

269.2

376.4

415.0

Na2SO4

19.5

48.8

45.3

43.7

42.5

回答下列问题：

(1)写出“滤渣”的一种用途___________，“氧化”生成VO，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。

(2)若“含Cr3+净化液”中c(Cr3+)=0.125mol·L-1，则“水解沉钒”调pH的范围是2.5~___________。(结果保留1位小数)

(3)“溶液1”中含CrO，加入H2O2后发生的化学反应方程式为___________。

(4)“溶液2调pH”，所发生反应的离子方程式___________。

(5)“多步操作”包括蒸发浓缩、___________、冷却结晶、过滤、洗涤等步骤。

(6)研究温度对Na2S2O8与H2O2的氧化-水解沉钒率的影响，得到如图所示结果。钒铬还原渣酸浸液初始温度在80℃左右，降低温度能耗增加。由图可知，分别采用Na2S2O8、H2O2进行“氧化”时，应选择的适宜温度是___________、___________，在“氧化”工艺中不采用H2O2氧化的原因是___________(写出两点)。

3．（2022·江苏泰州·一模）由铁铬合金(主要成分Cr、Fe，含少量Co、Ni等)可以制取Cr2O3、FeC2O4·2H2O和LiFePO4。实验流程如下：

(1)“酸溶”时应先向反应器中加入硫酸，再分批加入铬铁合金粉末，同时需保持强制通风。

①分批加入铬铁合金粉末并保持强制通风的原因是_______。

②其他条件相同，实验测得相同时间内铬铁转化率[×100%]、析出硫酸盐晶体的质量随硫酸浓度变化情况如图所示。当硫酸的浓度为9~11mol·L-1，铬铁转化率下降的原因：_______。(已知硫酸浓度大于12mol·L-1时铁才会钝化)

(2)向酸溶所得溶液中加入0.5mol·L-1Na2S溶液，使Co2+和Ni2+转化为CoS和NiS沉淀。当上层清液中c(Ni2+)=1.0×10-5mol·L-1时，c(Co2+)=_______。[已知：Ksp(CoS)=1.8×10-22，Ksp(NiS)=3.0×10-21]

(3)在N2的氛围中将FeC2O4·2H2O与LiH2PO4按物质的量之比1：1混合，360°C条件下反应可获得LiFePO4，同时有CO和CO2生成。写出该反应的化学方程式：_______。

(4)设计由沉铁后的滤液(含Cr3+和少量Fe2+)制备Cr2O3的实验方案：_______，过滤、洗涤、干燥、500°C煅烧。已知：①P507萃取剂密度小于水，萃取Fe3+时萃取率与溶液pH的关系如图所示。②该实验中Cr3+在pH6.0时开始沉淀，pH=8.0时沉淀完全。pH=12时Cr(OH)3开始溶解。实验中须选用试剂：P507萃取剂、H2O2、NaO