专题2 工艺流程题（提分特训）-2021年高考二轮模块化复习之《元素化合物》名师讲案与提分特训（解析版）

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专题二工艺流程题

（涵盖ⅡA族、B元素、第四周期过渡金属元素等）

1．（2021·河北高三模拟）钴酸锂电池的正极材料含有钴酸锂( )、导电剂乙炔黑、铝箔及少量铁，

通过如图工艺流程可回收铝、钴、锂。

回答下列问题：

（1）钴酸锂电池放电时负极反应式为，拆解废旧电池前进行放电处理，既可保证安

全又有利于回收锂。有利于回收锂的原因是___________。

（2）“酸浸”时、元素的浸出率随温度的变化如图所示：

“酸浸”的适宜温度是___________，该过程有多个反应，钴酸锂发生的主要反应的离子方程式为__________

_。

（3）“调pH 除杂”的目的是使沉淀完全[ ]，则常温下应控制 _________

__[已知：的为 ]。

（4）沉锂过程要对所得滤渣进行洗涤，检验沉淀是否洗净的操作为___________。

（5）沉钴的化学方程式为___________。将溶液沉钴所得晶体配成溶液，经过

一系列处理后通过滴定实验测得消耗碘标准溶液，则沉钴过程中

的产率为___________。(已知：在“一系列处理”过程中二价钴被碘氧化成三价钴)

【答案】负极生成的锂离子向正极移动，在正极上生成钴酸锂，便于回收 80℃

3 取少量最后一次洗涤液于试管中，加盐酸

酸化，再滴加氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，说明已洗涤干净，反之则未洗净

97%

【解析】（1）由酸锂电池放电时负极反应式可知，拆解废旧电池前进行放电处理可使负极中的锂元素转

化为锂离子进入电解质溶液中，锂离子向正极移动，在正极上生成钴酸锂，有利于回收利用，故答案为：

负极生成的锂离子向正极移动，在正极上生成钴酸锂，便于回收；

（2）由图可知，当温度高于 80℃时，钴元素的浸出率降低，则酸浸的适宜温度是 80℃；由题意可知，在

酸性溶液中，钴酸锂与过氧化氢发生氧化还原反应生成硫酸锂、硫酸亚钴、氧气和水，反应的离子方程式

为，故答案为：80℃；

；

（3）由氢氧化铁的 Ksp=c(Fe3+)c3(OH—)可得 c(Fe3+)= ≤1×10—5mol/L，解得 c(OH—)≥

mol/L =1×10—11mol/L，则常温下应控制 pH≥3，故答案为：3；

（4）沉锂过程发生的反应为硫酸锂溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸锂沉淀和硫酸钠，则检验沉淀是否洗

净就是检验洗涤液中是否含有硫酸根离子，具体的实验操作为取少量最后一次洗涤液于试管中，加盐酸酸

化，再滴加氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，说明已洗涤干净，反之则未洗净，故答案为：取少量最后一

次洗涤液于试管中，加盐酸酸化，再滴加氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，说明已洗涤干净，反之则未洗

净；

（5）沉钴发生的反应为硫酸亚钴溶液和草酸铵溶液反应生成二水草酸亚钴沉淀和硫酸铵，反应的化学方

程式为，100mL0.50mol/L 硫酸亚钴理

论上可制得的物质的量为 0.50mol/L×0.1L=0.050mol，由题意可得：2 —

I2，由消耗 48.50mL0.50mol/L 碘标准溶液可知实际制得的物质的量为

0.50mol/L×0.04850L×2=0.0485mol，则沉钴过程中的产率为 ×100%=97%，故

答案为：；97%。

2．（2020 届陕西省咸阳市高三模拟）硼酸和硫酸镁是重要的化工原料。以硼铁混精矿[主要成分为

MgBO2（OH）、UO2和Fe3O4，还有少量的 Fe2O3、FeO、SiO2]为原料制备硼酸和硫酸镁的工艺流程如下：

已知：① UO22＋在pH 为4－5的溶液中生成 UO2（OH）2沉淀；② Fe2＋和Fe3＋沉淀完全的 pH 分别为

9.7、3.7。

（1）酸浸过程中 MgBO2（OH）与硫酸反应的离子方程式为_____。

（2）酸浸过程中加入 H2O2的目的是______（写出两条），滤渣 1的主要成分是___（填化学式）。

（3）试剂 1最好选择_____（填化学式）。若调节溶液 pH 前，溶液中 c（Mg2＋）＝0.2 mol/L，当溶液 pH

调至 5时，UO2＋沉淀完全，此时是否有 Mg（OH）2沉淀生成____。{通过计算说明，Ksp[Mg（OH）2]＝

5.6×10－12}

（4）操作 1的名称是_____。

（5）MgSO4·H2O加热脱水可以得无水MgSO4，那么 MgCl2·6H2O晶体直接加热___（填“能”或“不

能”）得到无水MgCl2，理由是_______。

（6）已知：H2CO3的Ka1＝4.4×10－7，Ka2＝4.7×10－11；H3BO3的Ka＝5.8×10－10。向碳酸钠溶液里逐滴加入

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