高考化学二轮复习配套文档：第十二单元 工艺流程综合题型研究(有答案）

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1、微专题十二　工艺流程综合题型研究【知识网络】(本专题对应学生用书第6472页)【能力展示】能力展示1．(2013·新课标Ⅰ卷)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

2、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，可回收的金属化合物有　　　　　　　　　　　　　(填化学式)。〖答案〗(1)+3(2)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑(3)2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+2Co

3、SO4+O2↑+4H2O、2H2O22H2O+O2↑　有氯气生成，污染较大(4)CoSO4+2NH4HCO3CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O(5)Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+6C(6)Li+从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中　Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4〖解析〗(1)根据化合物化合价代数和为0，LiCoO2中Co元素的化合价为+3价。(2)电池正极材料，有钴酸锂(LiCoO2)，导电剂乙炔黑和铝箔等，“正极碱浸”即是铝和氢氧化钠溶液反应：2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑。(3

4、)锂离子电池正极材料中的钴酸锂(LiCoO2)，导电剂乙炔黑和铝箔经过碱浸后剩余LiCoO2，结合流程图中后面生成的是Li2SO4、CoSO4，“酸浸”发生的氧化还原反应的化学方程式为2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O、2H2O22H2O+O2↑；若用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，氯离子被氧化会有氯气生成，污染较大。(4)用NH4HCO3沉淀CoSO4生成CoCO3，结合质量守恒写出反应的化学方程式：CoSO4+2NH4HCO3CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O。(5)由Li

5、CoO2转化成Li1-xCoO2得到电子，电极反应式为LixC6-xe-6C+xLi+，正极是Li1-xCoO2得电子转化成LiCoO2，总的电池反应方程式+LixC6LiCoO2+6C。(6)放电时Li+从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中，有利于锂在正极的回收。在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4。2．(2015·新课标Ⅰ卷)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(

6、H3BO3)的工艺流程如下：回答下列问题：(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式：　。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有　　　　　　　　　　(写出两条)。(2)利用　　　　的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是　　　　　　　　(填化学式)。(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是　　　　　　　　　　　　；然后再调节溶液的pH约为5，目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(4)“粗硼酸”中的主要杂质是　　　　　　(填名称)。(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH

7、4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为　　　　　　　　　　　。(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程：　。〖答案〗(1)Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3　粉碎铁硼矿、充分搅拌、适当升高温度等(任写两条)(2)Fe3O4　SiO2和CaSO4(3)氧化溶液中的Fe2+　使溶液中的Al3+和Fe3+变成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，然后除去(4)(七水)硫酸镁(5)Na+(6)2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg3MgO+2B〖解

8、析〗(1)根据题干信息可知硼酸难溶于水，Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式为Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+