全国卷1近五年高考真题化工流程题

近五年高考真题——化学反应原理

（2013年全国卷1）27．（15分）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（LiCoO 2），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 －

=Li x C 6。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）LiCoO 2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800C 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

能盐酸代替H 2SO 4和H 2O 2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）放电过程中，发生LiCoO 2与Li 1－X CoO 2之间的转化，写出放电时电池反应的方程式 。

（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）

27．答案：（1）+3（2）2Al+2OH －+6H 2

O=2Al(OH)4

－

+3H 2

↑（3）2LiCoO 2

+3H 2

SO 4

+H 2

O 2

Li 2SO 4+CoSO 4+O 2↑+4H 2O ；2H 2O

22H 2O+ O 2↑（4）CoSO 4+2NH 4HCO 3=CoCO 3↓+(NH 4)2SO 4+H 2O+CO 2↑（5）Li 1－X CoO 2+Li X C 6=LiCoO 2+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、CoCO 3、Li 2SO 4

(2014年全国卷1)、无

(2015年全国卷1)．27．硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg 2B 2O 5·H 2O 和

Fe 3O 4，还有少量Fe 2O 3、FeO 、CaO 、Al 2O 3和SiO 2等)为原料制备硼酸(H 3BO 3)的工艺流程如图所

示：

粗硼酸

回答下列问题：

（1）写出Mg 2B 2O 5·H 2O 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______（化学式）。 （3）“净化除杂”需先加H 2O 2溶液，作用是_______。然后在调节溶液的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 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硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方

(CoSO 4溶液 3固体

43废旧 3固体

△ △

程式表示制备过程___________。 【答案】27. (14分) ⑴ Mg 2B 2O 5·H 2O+2H 2SO 4

△

2MgSO 4+2H 3BO 3 （2分）

升高反应温度、减小铁硼矿粉粒直径 (2分) ⑵ Fe 3O 4； SiO 2和CaSO 4 (1分，2分，共3分)

⑶将Fe 2+氧化成Fe 3+；使Al 3+和Fe 3+形成氢氧化物沉淀而除去 (每空1分，共2分)

⑷ (七水)硫酸镁 (1分) ⑸Na +

::

::B H H H H

[]

－

(2分)

⑹ 2H 3BO 3

△

B 2O 3+3H 2O B 2O 3 +3Mg

△

2B+3MgO (2分)

(2016年全国卷1）28、（14分）

2NaClO 是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：

回答下列问题：

（1）2NaClO 中Cl 的化合价为__________。

（2）写出“反应”步骤中生成2ClO 的化学方程式

。

（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去2Mg +和2Ca +，要加入的试剂分别为__________、__________。“电解”中阴极反应的主要产物是 。

（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量2ClO ，此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________，该反应中氧化产物是 。

（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克2Cl 的氧化能力。2NaClO 的有效氯含量为 。（计算结果保留两位小数）。 【答案】28.（1）+3

（2）3224242NaClO SO H SO ===2ClO 2NaHSO +++ （3）NaOH ；23Na CO ；2NaClO （4）2:1，2O （5）1.57

（2017年全国卷1）27（14分）

Li 4Ti 5O 12和LiFePO 4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO 3,还含有少量MgO 、SiO 2等杂质）来制备。工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为_______________________________________________。

（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl42-形式存在，写出相应反应的离子方程式____________________________________________________________________。

（3）TiO2·x H2O沉淀与双氧水，氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：

温度/℃30 35 40 45 50

TiO2·xH2O转化率% 92 95 97 93 88

22

（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。

（5）若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02 mol/L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5 mol/L，此时是否Mg3(PO4)2沉淀生成？___________（列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的K sp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。

（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式_____________。