高三化学总复习 无机化学工艺流程 专题训练(教师版)

【2020北京高三化学总复习】无机化学工艺流程（专题训练）

1、电子工业中，可用FeCl3—HCl溶液作为印刷电路铜板蚀刻液。某探究小组设计如下线路处理废液和资源回收：

请回答：

（1）FeCl3—HCl溶液蚀刻铜板后的废液中含有的金属阳离子是。

（2）FeCl3蚀刻液中加入盐酸的目的：可以，又可提高蚀刻速率。

（3）步骤①中加入H2O2溶液的目的是。

（4）已知：

生成氢氧化物沉淀的pH

根据表中数据推测调节pH的范围是。

（5）写出步骤②中生成CO2的一个离子方程式_ （已知Cu2(OH)2CO3不易溶于水）。

（6）写出步骤③生成Cu2(OH)2CO3的离子方程式___________________。

答案（1）Fe3+、Fe2+和Cu2+（2分，写对3个得2分，少一个得一分）

（2）抑制氯化铁水解（1分）

3+．．，方便后续沉淀时除去（1分）

（3）将．Fe．．2+．．氧化成

．．．Fe．．

（4）[3.2，4.7）或3.2≤pH＜4.7

（5）4H++Cu2(OH)2CO3 ＝ 3H2O +2 Cu2++ CO2↑

或4Fe3++3Cu2(OH)2CO3+3H2O ＝ 4Fe(OH)3+6 Cu2++3 CO2↑

（6）2Cu2++4HCO3—＝ Cu2(OH)2CO3↓+H2O +3 CO2↑

2．某一化工厂以废铁屑为原料制备FeCl3溶液，用作印刷电路铜板腐蚀剂，并对溶液B进行电解处理的实验流程如图：

(1)试剂a应选用________(填写名称)；

(2)步骤Ⅰ用到的主要玻璃仪器有漏斗、________(填写仪器名称)；

(3)写出步骤Ⅱ中主要反应的化学方程式____________________；

(4)实验室制取气体E的离子方程式是________________________，欲对气体E进行干燥和吸收，需选用下列装置中的________(填写序号)；

(5)如何用化学方法检验气体E？_______________________________。

答案(1)稀盐酸(2)烧杯、玻璃棒

(3)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2

(4)MnO2＋4H＋＋2Cl－△,Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O ②④

(5)将湿润的KI－淀粉试纸靠近集气瓶口，试纸变蓝，证明该气体为Cl2

3、工业上用菱锰矿（MnCO3）［含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等杂质］为原料制取二氧化锰，其流程示意图如下：

已知：

生成氢氧化物沉淀的pH

Mn(OH )2

Fe(OH

)2

Fe(OH

)3

Cu(OH

)2

开始沉

淀时

8.3 6.3 2.7 4.7

完全沉

淀时

9.8 8.3 3.7 6.7

注：金属离子的起始浓度为0.1 mol/L

回答下列问题：

（3）滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS ，以除去Cu 2+，反应的离子方程式是 。

（4）将MnCl 2转化为MnO 2的一种方法是氧化法。其具体做法是用酸化的NaClO 3溶液将MnCl 2氧化，该反应的离子方程式为：

□Mn 2＋

＋□ClO 3－＋□____＝□____＋□____＋□____。

（5）将MnCl 2转化为MnO 2的另一种方法是电解法。

③ 若在上述MnCl 2溶液中加入一定量的Mn(NO 3)2粉末，则无Cl 2产生。

其原因是 。

答案：（1）增大接触面积，提高反应速率（2分） MnCO 3+2HCl=MnCl 2+CO 2↑+H 2O （2分）

2 5

（2）2Fe2+＋H2O2＋4H2O=2Fe(OH)3↓＋4H+（1分）

（3）MnS＋Cu2＋＝Mn2＋＋CuS（1分）

（4）5Mn2＋＋2ClO3-＋4H2O＝Cl2↑＋5MnO2＋8H＋（2分）

（5）① Mn2＋－2e-＋2H2O＝MnO2＋4H+（2分）

②将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近，若试纸变蓝则证明有Cl2生成（1分）

③ 其它条件不变下，增大Mn2+浓度[或增大c(Mn2+)/c(Cl-)]，有利于Mn2+放电（不利于Cl-放电。）

（2分，其余答案不得分）

4、（2020年北京海淀）某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂（LiCoO2）的正极粉均匀涂覆在铝箔上制成的，可以再生利用。某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴。

（1）25℃时，用图1所示装置进行电解，有一定量的钴以Co2+的形式从正极粉中浸出，且两极均有气泡产生，一段时间后正极粉与铝箔剥离。

①阴极的电极反应式为：LiCoO2 + 4H+ + e- === Li+ + Co2+ + 2H2O 、。

阳极的电极反应式为。

②该研究小组发现硫酸浓度对钴的浸出率有较大影响，一定条件下，测得其变化曲线如图2所示。当c(H2SO4) > 0.4 mol·L-1时，钴的浸出率下降，其原因可能为。

（2）电解完成后得到含Co2+的浸出液，且有少量正极粉沉积在电解槽底部。用以下步骤继续回收钴。

①写出“酸浸”过程中正极粉发生反应的化学方程式。

该步骤一般在80℃以下进行，温度不能太高的原因是。

②已知(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性，下列关系中正确的是（填字母序号）。

a. c (NH4+)> c(C2O42-)>c (H+)>c (OH-)

b. c (H+) +c (NH4+) =c (OH-) + c(HC2O4-)+c(C2O42-)

c. c (NH4+)+ c (NH3•H2O) = 2[c(C2O42-) + c(HC2O4-) + c(H2C2O4)]

（3）已知所用锂离子电池的正极材料为x g，其中LiCoO2（M = 98 g·mol-1）的质量分数为a%，则回收后得到CoC2O4•2H2O （M = 183 g·mol-1）的质量不高于 g。

答案（1）① 2H+ +2e- === H2↑

4OH- - 4e- === O2↑+ 2H2O （或2H2O- 4e- === O2↑+ 4H+）

② H+与LiCoO2在阴极的还原反应相互竞争，当c(H+)增大时，参与放电的H+增多（或有利于H+放电），

所以钴的浸出率下降

（2）① 2LiCoO2 + H2O2 + 3H2SO4 === Li2SO4 + 2CoSO4 + O2↑ + 4H2O

防止H2O2剧烈分解（或2H2O22H2O＋O2↑）② a c

（3）略