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大题突破 3 无机化工流程题题型研究
1．(2022·河北五校联盟高三下学期3月模拟)随着新能源汽车的不断推广，近几年动力电池
迎来退役潮爆发。大量淘汰的LiFePO 电池(LFP)若得不到正确的处理，必然会带来严重的
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环境污染及能源浪费。有一种从废旧磷酸铁锂正极片(含LiFePO 、铝箔等)中回收金属和电
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池再生技术工艺流程如下(已知：LiCO 在水中的溶解度随温度升高而降低)。
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(1)在“碱浸”时，为加快浸出速率，可采取的措施为__________________(任写一条即可)。
(2)“氧化浸出”时生成了难溶的FePO ，该反应的离子方程式为__________________
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________________________________________________________________________，
为了保证“氧化浸出”的效率，严格控制了反应的温度，减少 HO 分解的同时保证反应速
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率，但是实际生产中用HO 氧化的效率还是较低，可能的原因是______________________
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________________________________________________________________________。
(3)已知不同浓度的硫酸对Li、Fe元素的“氧化浸出”效率如下图所示。c(H SO )的范围应
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控制在______________(填字母)。
A．0.1～0.2 B．0.3～0.4
C．0.6～0.7 D．0.9～1.0
(4)“一系列操作”具体包括__________________、________________、洗涤、干燥。
(5)“纯化”后的滤渣b在高温条件下与LiCO 、HC O 混合煅烧可得LiFePO ，实现再生利
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用，其化学方程式为________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)比亚迪“汉”汽车搭载了全新的磷酸铁锂“刀片电池”。其放电时的总反应为LiC ＋Li
x 6 1－x
FePO =====6C＋LiFePO ，则充电时的阳极反应式为____________________________
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________________________________________________________________________。
2．(2022·广东茂名市五校联盟高三下学期第三次联考)钼酸铵[(NH )MoO ]是生产高纯度钼
4 2 4制品、钼催化剂、钼颜料等的基本原料。一种以钼精矿(主要含MoS ，还含有少量SiO 、
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As、Sn、P、Cu、Pb、CaO)为原料制备钼酸铵的工艺流程如图所示：
已知：钼盐溶液中含钼物种之间的平衡关系为
MoO(Mo O )10－(Mo O )2－(Mo O )2－HMoO ·xHO
12 41 3 10 4 13 2 4 2
回答下列问题：
(1)(NH )MoO 中Mo元素的化合价为____价。
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(2)“氧化焙烧”时MoS 转化为MoO ，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______；
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气体A对环境的主要危害是________。
(3)“除铜”时选择在60～80 ℃的条件下进行的原因为___________________________
________________________________________________________________________。
(4)“沉淀”过程中加入HSO 调节溶液pH＝2.1，则所得沉淀的化学式为________，加入氨
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水后生成(NH )MoO 的化学方程式为__________________________________________
4 2 4
________________________________________________________________________。
(5)(NH )MoO ·4H O的热重曲线如图所示：
4 6 7 24 2
已知A点失重的原因是生成HO，则1 mol (NH )MoO ·4H O在A点失去HO的物质的量
2 4 6 7 24 2 2
为__________，B点所得的物质为__________(填化学式)。
3．(2022·河南开封高三第二次模拟)镍矾(NiSO ·7H O)常用于电镀、镍电池、催化剂以及制
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取其他镍盐等。以镍废渣(主要成分为Ni，含少量Fe、Al、Fe O 、Al O 和不溶性杂质等)为
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原料合成镍矾的流程如下：
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：
金属离子 开始沉淀的pH 完全沉淀的pH
Fe3＋ 1.9 3.2Al3＋ 3.0 4.7
Fe2＋ 7.0 9.0
Ni2＋ 7.1 9.2
回答下列问题：
(1)“碱浸”的目的是____________________________________________________；为提高
“酸浸”浸出率，可采取的措施有_________________________________________________
___________________________________________________________________(任写两条)。
(2)“转化”过程中加入HO 的目的是______________________(用离子方程式表示)；Fe2＋
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的转化率随温度的变化如图，温度高于 40 ℃，Fe2＋转化率急速降低的原因可能是
__________
________________________________________________________________________。
(3)“除铁”过程需要调节pH至a，a的取值范围是____________________；从化学平衡移
动角度解释加入氧化镍除去铁元素的原理：______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)准确称取ω g镍矾产品配成250 mL溶液，取20.00 mL所配溶液于锥形瓶中，用c mol·L－1
EDTA-2Na(Na HY)标准溶液滴定至终点(发生反应Ni2＋＋HY2－===NiY2－＋2H＋，不考虑杂
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质反应)，三次实验消耗标准溶液的体积分别为20.02 mL、19.98 mL、19.40 mL，则镍矾的
纯度为____________________________(只列计算式)。
4．(2022·四川德阳高三下学期第二次监测)Pd/Al O 是常见的催化剂。一种废Pd/Al O 纳米
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催化剂的主要成分及含量为Al O(92.8%)，SiO(5.0%)，Pd(0.3%)，Pt和炭(共约1.0%)。采
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用如图工艺从废催化剂中提取金属Pd并制备明矾。
回答下列问题：
(1)为提高“碱浸”效率，可采取的措施有_________________________________________________________________________________________________(任写两条)。
(2)试剂a的化学式为_____________________________________________________。
(3)“一系列操作”是指________、过滤、洗涤。
(4)“酸浸”时，Pt和Pd分别转化为PtCl和PdCl，写出Pd转化为PdCl的离子方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)“酸浸”时，若用 O 替代 HO ，则氧化效率(单位质量的物质得到的电子数)将
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__________(填“提高”“降低”或“不变”)。
(6)“络合”过程后得到 Pd(NH )和 Pt(NH )，“沉淀”时，搅拌滴加盐酸调节 pH 将
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[Pd(NH)]Cl 转化为[Pd(NH)]Cl 沉淀，结合平衡移动原理解释实现转化的原因是
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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)采用工艺：“ ”也能得到金属Pd，试从绿色化学角度分析
该工艺的不足：________________。
5．(2022·山东潍坊高三一模)铼(Re)是熔点和沸点较高的金属单质之一，用于制造高效能喷
射引擎和火箭引擎。从辉钼矿氧化焙烧后的烟道灰(主要成分有Re O 、ReS 、ReO 、PbO、
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MoO 、CuO、Fe O)中提取铼粉的流程如图所示。
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已知：
Ⅰ.Re O 易溶于水，高铼酸钾(KReO )在水中的溶解度随温度变化较大；
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Ⅱ.RCl为阴离子交换树脂，对铼具有良好的选择性，在酸性体系中能够有效的吸附铼。
回答下列问题：
(1)“氧化浸出”过程，ReS 、ReO 被氧化为 ReO，ReO 被氧化的离子方程式是
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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
浸出过程中，在浸出时间相同的条件下改变液固比，实验结果如图所示，则实际生产中应选
择的液固比是________________(填字母)。a．2∶1 b．3∶1 c．4∶1 d．5∶1
(2)“水解中和”过程，加NH HCO 调溶液pH至6左右，过滤后得到滤渣1中除钼的化合
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物还有________________________________________________________________________
___________________________________________________________________(填化学式)。
(3)“硫化沉淀”过程，先加入硫化铵，与溶液中的 MoO反应生成MoS，再加入HSO 调
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pH使MoS转化为更难溶的MoS ，则生成沉淀的离子方程式是__________________。
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(4)“解吸”后的离子交换树脂用____________________________________(填化学式)溶液再
生处理后可循环使用。
(5)“提纯”所用的方法是______________(填操作名称)，“氢还原”过程是在管式电炉中，
800 ℃时通入氢气，反应的化学方程式是_________________________________________
________________________________________________________________________。
