2020届高三化学一轮复习《工艺流程》专题练习卷
1．Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2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TiOCl24形式存在，写出相应反应的离子方程式__________________。
（3）TiO2·xH2O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/℃ TiO2·xH2O转化率% 30 92 35 95 40 97 45 93 50 88 分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因__________________。
（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(Mg)?0.02mol?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(Fe)?1.0?10mol?L，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？ （列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp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 。 【答案】（1）100℃、2h，90℃，5h
3??5?12??1?（2）FeTiO3+ 4H+4Cl = Fe+ TiOCl24 + 2H2O
+
2+
?
（3）低于40℃，TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40℃，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降 （4）4
1.3?10?223??1–17?132+2
PO（5）Fe恰好沉淀完全时，c(PO)=mol·L=1.3×10 mol·L，c(Mg)×c(4)＝?51.0?103+
3?4(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.7×10–40＜Ksp [Mg3(PO4)2]，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。 （6）2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O4 高温 2LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑
2．某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。
已知：①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO②AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3·H2O
Ag(NH3) 2+ Cl +2H2O
+
+
?
2NaCl+NaClO3
③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3)2： 4Ag(NH3) 2+N2H4·H2O
+
4Ag↓+N2↑+4NH4+4NH3↑+H2O
+（1）“氧化”阶段需在80℃条件下进行，适宜的加热方式为__________________。
（2）NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为________________。 HNO3
也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是__________________________________________。
（3）为提高Ag的回收率，需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤，并_______________________。 （4）若省略“过滤Ⅰ”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过
量NaClO与NH3·H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3·H2O不反应)，还因为__________________。 （5）请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案：________________________(实验中须．
使用的试剂有：2 mol·L水合肼溶液，1 mol·LH2SO4)。 ．．
【答案】（1）水浴加热 （2）4Ag+4NaClO+2H2O
4AgCl+4NaOH+O2↑ 会释放出氮氧化物(或 NO、NO2 )，造成环境污染
?1
?1
（3）将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中
（4）未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，且其中含有一定浓度的Cl，不利于AgCl与氨水反应 （5）向滤液中滴加2 mol·L水合肼溶液，搅拌使其充分反应，同时用1 mol·L H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤、洗涤，干燥。
3．TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：
资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质
化合物 沸点/℃ 熔点/℃ 在TiCl4中的溶解性 （1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=?220.9 kJ·mol?1
① 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_______________________。 ② 氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成CO反应的ΔH_____0（填“＞”“＜”或“=”），判断依据：_______________。
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?1
?1
?
SiCl4 58 ?69 互溶 TiCl4 136 ?25 —— AlCl3 181（升华） 193 微溶 FeCl3 316 304 MgCl2 1412 714 难溶
③ 氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，则尾气的吸收液依次是__________________________。
④ 氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有_____________。 （2）精制过程：粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下：
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