2025北京高三一?；瘜W(xué)匯編：工業(yè)流程題

2025北京高三一模化學(xué)匯編

工業(yè)流程題

一、解答題

1.(2025北京房山高三一模)從低品位銅銀礦(含有Fe2O3、FeO、MgO、CuO等雜質(zhì))資源中提取銀和銅

的一種工藝流程如下：

資料：一些物質(zhì)的KsP(25℃)如下。

物質(zhì)

Fe(OH)2Fe(OH)3Mg(OH)2Ni(OH)2

2.8x10-39

Ksp4.9X10T75.6X10T22.1X10T5

(1)上述流程中，加快反應(yīng)速率的措施是。

(2)用離子方程式表示浸出過程中通入Ch的目的，

(3)萃取時(shí)發(fā)生反應(yīng)：Cu2++2HRCUR2+2H+(HR、C11R2在有機(jī)層，Cu2\H+在水層)。

①某種HR的結(jié)構(gòu)簡式為09H該分子中可能與Cu2+形成配位鍵的原子有_________

AH

②解釋反萃取時(shí)H2SO4的作用：o

(4)生成黃鈉鐵研［NaFe3(OH)6(SO4)2］的離子方程式是。

(5)第二次使用MgO調(diào)節(jié)pH使Ni2+沉淀完全(剩余離子濃度小于1.0x10-5moi也-1),宜將pH調(diào)節(jié)至—

(填序號(hào))。

a.6?7b.9-10c.11?12

(6)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有0

2.(2025北京朝陽高三一模)Fes。,是一種重要的化工產(chǎn)品。以黃鐵礦燒渣(主要成分為FeQsFesOa，含

少量Si。?、AIQ3等)生產(chǎn)Fes。4的過程如下。

資料：i.(Mmol/LFe?+生成Fe(OH)2，開始沉淀時(shí)pH=6.3,沉淀完全時(shí)pH=8.3

ii.0.1mol/LFe3+生成Fe(OH)3，開始沉淀時(shí)pH=1.5,沉淀完全時(shí)pH=2.8

⑴堿浸

①燒渣在堿浸前需粉碎，其作用是—O

②NaOH溶解Al2o3的化學(xué)方程式是一。

⑵酸浸

取相同質(zhì)量鐵精粉，酸浸相同時(shí)間，測(cè)得鐵浸出率隨硫酸濃度變化如下圖所示。

%

、

樹

汨

明

0"濃度/moll"

①濃度低于CimoL!/,隨濃度增大，鐵浸出率增大的原因是-□

②濃度高于CQOLLT,隨濃度增大，鐵浸出率降低的可能原因是—o

(3)還原

用離子方程式表示FeS?的作用：—。

(4)用Fes。,溶液制備Fe3C>4

保持反應(yīng)溫度不變，將NaOH溶液加入到Fes。,溶液(略過量)中，產(chǎn)生白色沉淀，并很快變?yōu)榛揖G色。緩

緩?fù)ㄈ肟諝獠⒂涗沺H變化(如下圖)。經(jīng)檢測(cè)t1-t3時(shí)段產(chǎn)生Fes。，。

①白色沉淀是—=時(shí)段，c(Fe2+)減小，有紅褐色物質(zhì)產(chǎn)生。

②c(Fe?+)減小，促進(jìn)Fe(OH)2(s)=Fe2+(aq)+2OJT(aq)正向移動(dòng)，pH應(yīng)增大，但時(shí)段體系pH基本

不變。結(jié)合有關(guān)反應(yīng)，從反應(yīng)速率的角度解釋原因—。

3.(2025北京延慶高三一模)利用白云石(主要成分為碳酸鈣和碳酸鎂)制備碳酸鈣的工業(yè)流程如下。

NH4cl溶液NH3NH3CO2

煨燒______i_______J1___i.

白云石絲印1云石灰)溶解I-歷商1~一廂1-CaCOs

已知:常溫下,Mg(OH)2：%=5.6x10"；Ca(OH)2：%=4.7x10“。

(1)煨燒白云石生成的主要固體產(chǎn)物是。

(2)用化學(xué)用語表示NH4C1溶液呈酸性的原因_____o

(3)溶解時(shí)，其他條件相同，反應(yīng)溫度對(duì)Ca?+、Mg2+轉(zhuǎn)化率的影響如圖一所示；其他條件相同，煨燒后白

云石灰與NH4cl的投料比對(duì)Ca?+、Mg?+轉(zhuǎn)化率的影響如圖二所示。M2+轉(zhuǎn)化率=(溶解出的+質(zhì)量/煨

燒得到的M質(zhì)量)x100%(M代表Ca或Mg)。

1OO

95

9095

8590

((

％8085

)％

?75M80

￡

)70F75

醉

髀6570

6065

5560

851222歐252

90951001051101

801:3料

溫度/℃投

圖

圖一

①80~100℃時(shí)，轉(zhuǎn)化率升高的原因是。

②從工業(yè)生成的角度，選擇合適的投料比為o

(4)分離過程中分離出的固體物質(zhì)是o

⑸用離子方程式表示通入NH3和CO2形成碳酸鈣沉淀的原因_____。

(6)該工業(yè)流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是o

4.(2025北京平谷高三一模)廢舊鋰離子電池的正極材料含鉆酸鋰(LiCoO?),鋸酸鋰,饃酸

鋰(LiNiO?)以及鋁片、石墨粉等，某小組設(shè)計(jì)方案回收金屬元素，流程如下:

轆前濃Nag?白網(wǎng)

CO(OH)2

Ni(OH)2

已知：過o硫酸根離子的o結(jié)構(gòu)為:

t

f^

0L

^r

01o

不同溫度下碳酸鋰的溶解度如下表:

溫度

20406080100

(℃)

溶解度

1.331.171.080.850.72

(g)

(1)鋰離子電池工作時(shí)，能量的主要轉(zhuǎn)化方式為o

(2)在廢舊電池的初步處理及堿浸環(huán)節(jié)，為加快速率，除了對(duì)原料粉碎處理，還可以采用的措施有

(寫出其中一種即可)，步驟①發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為=

⑶濾液A中的Co、Ni、Mn均為+2價(jià)，則H?。？的主要作用是。

(4)寫出過程③中MY+發(fā)生反應(yīng)的離子方程式；步驟②中不能用鹽酸酸化溶液的原因是o

15

(5)濾液C中c(C02+)=mol/Lo(Ksp[Co(OH)2]=1.09xlO-)

(6)濾液C反應(yīng)后獲得碳酸鋰固體的步驟主要有：、、洗滌、干燥。剩余液體中含有的陰離子主

要有(寫離子符號(hào))。

5.(2025北京海淀高三一模)利用菱鑄礦［主要化學(xué)成分為MnCC)3,含CaMg(C()3)2、SiO2等雜質(zhì)］制備M11CO3

粉的工藝流程如下。

25%NoOH摩茨

支任曠---------------A

反1吐

已知:i.MnO易被氧化為Mn203，MnO能溶于氨水生成［Mn(NH3)4】2+。

2+-

ii.Mn(0H)2(s)UMn(aq)+2OH(aq)

(1)脫硅時(shí)進(jìn)行的分離操作是。

(2)在不同溫度焙燒后，焙砂的主要成分如下表。

溫度/℃600700800

主要成分MnO、CaMg(CO3)2MnO>CaMg(CO3)2、CaCO3、MgOMnO>CaCO3、MgO

下列說法正確的是(填序號(hào))。

4800。(：時(shí)發(fā)生了反應(yīng)：CaMg(CO3)2|5CaCO3+MgO+C02T

B.熱穩(wěn)定性：MnCO3>CaCO3>MgCO3

C.焙燒時(shí)，N2的作用是避免MnO被氧化

(3)已知MnCC)3分解反應(yīng)吸熱。在密閉裝置中焙燒時(shí)，若將N2替換為CO2，MnCC)3顯著分解的溫度從600℃升

高至700。。,從平衡角度解釋原因：。

(4)圖1中，氨水-(NHJCOS溶液中的總氮濃度固定為14moi」工結(jié)合圖1解釋浸鋪時(shí)間時(shí)使用氨水和碳

00

15

80

%0.

/10,

*60T-Mn沉淀率o

—pH.5

嫂p

09,0H

曜4

c0

s

29

0

I...........................................................18.5

152535455565758595

溫度/℃

ai圖2

(5)沉鑄過程中溫度對(duì)Mn沉淀率的影響如圖2。結(jié)合化學(xué)用語解釋溫度升高,Mn沉淀率增大的原因:

(6)該工藝流程中可再次利用的物質(zhì)為o

6.(2025北京西城高三一模)鋼鈦磁鐵礦(主要含V2O5、TiO2>FeO和FezCh)與鈦白廢酸(主要含H2sCU

和TiOSOQ為原料聯(lián)合提取鐵、鈦和釵，流程示意圖如下。

資料：i,溶液A、溶液B和溶液C中的鈦元素均以TiC”存在。

3++2+

ii.有機(jī)酸類萃取劑（HA）對(duì)陽離子的萃取能力：Fe>VO2>Feo

（1）“氧化浸出”過程中Fe2+被H2O2氧化，反應(yīng)的離子方程式是o

（2）溶液B中加入（NH4）2SO4使Fe2+結(jié)晶，隨著（NH4）2SC）4的用量增大，F(xiàn)e?+的結(jié)晶率增大。結(jié)合化學(xué)用語，

用平衡移動(dòng)原理解釋其原因：o

（3）溶液C經(jīng)水解析出TiO2-XH2O,反應(yīng)的離子方程式是=

（4）溶液D中加入NaClO后,VO?+被氧化為VCV，萃取得到富機(jī)溶液。用HA萃取機(jī)時(shí)發(fā)生反應(yīng):VCh++HA

.'VO2A+H+,分液后得到含VO2A的有機(jī)溶液。由有機(jī)溶液重新得到含VO2+的水溶液的操作是。

（5）最終得到的V2O5中含有鐵元素，原因是。

（6）連續(xù)測(cè)定溶液A中鈦和鐵的含量，步驟如下（部分試劑已略去）。

-----------cmol-L_1cmol-L-1

25mL鋁片、少量MnSOt一隔絕氧氣一廠標(biāo)準(zhǔn)溶液一廠二STnRCnCh標(biāo)準(zhǔn)溶液

|溶意露卻至室，區(qū)蛆指示劑1速幽指示劑2>溶液C

已知：i.52072-將Ti3+氧化為TiC）2+,Mr?+是該反應(yīng)的催化劑。

ii.還原性Ti3+>Fe2+,CrZC^-均被還原為CB。

①溶液a-溶液b、溶液b-溶液c消耗K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積分別為vlmL和vzniL,則溶液A中TiC）2+

與Fe3+的物質(zhì)的量之比是?

②若不加入MnSO4，最終會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果中鐵元素的含量__________（填“偏高”“偏低”或“不受影響”）。

7.（2025北京豐臺(tái)高三一模）鍍鋅鋼材廢件需要酸洗后重新鍍鋅。從酸洗廢液中回收鋅的流程示意圖如下。

三辛胺回收再利用

已知：i.廢酸液中，Zn?+和Fe?+主要以［ZnCb「和［FeCl］+形式存在。

“有機(jī)相（.Zn）/"水相（.Zn）

萃取率="有機(jī)相（金屬離子）X100%；分離系數(shù)（^Zn/Fe）=

“總（金屬離子）〃有機(jī)相（Fe）/“水相（Fe）

iii.萃取劑濃度越大，黏度越高，流動(dòng)性越差。

（1）鍍鋅廢酸液中主要含有的陽離子有。

（2）萃取過程：

第一步，萃取劑三辛胺（R3N,其中R為-C8H17）與H+、C「結(jié)合形成［R3NH］C1；

第二步，［R3NH］C1對(duì)［ZnCl3］-的結(jié)合力大于H2O的，可使［ZnCb「轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中。

①從結(jié)構(gòu)的角度解釋三辛胺和H+結(jié)合的原理o

②寫出第二步反應(yīng)的離子方程式O

（3）5min內(nèi)，三辛胺濃度對(duì)鋅萃取率和分離系數(shù)的影響如圖所示。當(dāng)三辛胺濃度大于40%時(shí)，鋅的萃取

率增加緩慢，分離系數(shù)驟減的原因是。

8O9O

0

7OcO

6O7O

(5O6(

％O￡

)4O)

<5O

黑

降3

OO

般

料4

2O

O感

1O3企

O

O2

1O

O

20304050

三千胺濃度（％）

（4）寫出反萃取的化學(xué)方程式0

（5）測(cè)定廢酸液中Fe2+含量的操作如下：

取％mL廢酸液，配制成100mL溶液。取20mL溶液，加入指示劑、硫磷混酸，用cmol?LTKzCnCh標(biāo)準(zhǔn)

溶液進(jìn)行滴定，滴定至終點(diǎn)時(shí)，消耗標(biāo)準(zhǔn)液LmL,該廢酸液中Fe2+的含量為自匚|（已知：K2Cr2O7

全部被還原為CN+）。

8（2025北京順義高三一模）LiFePCU常作為鋰離子電池的正極材料，廣泛應(yīng)用于新能源汽車。

FePO4-2H2O是制備LiFePCU的原料。

（1）由鈦白渣（主要成分為FeSO4）獲取FePO4-2H2。的流程示意圖如下。

資料:i.FePO/Z%。性能與其純度、顆粒大小有關(guān)，沉淀速率影響顆粒大小

0

ii.HPO；空間結(jié)構(gòu)：*卜0

I）-

（2）從廢舊LiFePCU電極粉末中回收制備FePC）4-2H2O,同時(shí)獲得副產(chǎn)品Li2co3，工藝流程如下。

①使用硝酸酸浸，當(dāng)溫度高于65℃,浸出率顯著減低，原因是。

②加入物質(zhì)B使溶液pH升至5,從物質(zhì)循環(huán)和減少除雜過程角度，選物質(zhì)B為（填化學(xué)

式）。

③H2O2添加量對(duì)Fe、P沉淀率影響如下圖所示。

0.51.01.52.02.53.0

HQ2添加量巾/%

解釋實(shí)際生產(chǎn)時(shí)H2O2添加量選2.5%的原因是o

（3）FePO4-2H2。中鐵含量測(cè)定方法：取ag樣品，用鹽酸充分溶解并配制成250mL溶液。取25.00mL該

溶液于錐形瓶中，逐滴加入氯化亞錫溶液，至Fe3+恰好完全還原為Fe2+（Si?+氧化為Sn4+）,滴加指示劑,

用0.01mol-L”K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定（銘元素被還原為CA）,消耗VmLKzCnCh標(biāo)準(zhǔn)溶液。樣品中鐵的

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%o（實(shí)驗(yàn)條件下C「存在不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果）

9.（2025北京石景山高三一模）以廢鉆酸鋰正極材料（主要含LiCoCh和AD和廢磷酸亞鐵鋰正極材料（主

要含LiFePCU和AD為原料聯(lián)合提取鉆和鋰的一種流程示意圖如下。

已知：i.Al和強(qiáng)堿反應(yīng)時(shí)，鋁元素轉(zhuǎn)化為［A1（OH）4「。

ii.酸性條件下，LiCoCh氧化性比H2O2強(qiáng)，LiCoCh被還原為Cc>2+。

iii.固體B和固體C按n（LiFePO4）:n（LiCoO2尸1.1:1配料。

2235

iv.FePO4,Co3（PCU）2的溶度積分別為：1.3xl0~,2.0x1O-.

（1）LiCoO2中Co元素的化合價(jià)為?

（2）用NaOH溶液處理原料時(shí)，反應(yīng)的離子方程式是。

（3）相同條件下，F(xiàn)ePCU和Co3（PO4）2沉淀趨勢(shì)隨pH的變化如下圖所示。

4

2

0

-2

/

01234567

pH

①寫出硫酸浸出時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式O

②混合液調(diào)pH*1.8的原因_____o

③混合液c(Fe3+)=IxlCT5moi/L時(shí),c(Co2+)1mol/L(填“>”或“<”)。

(4)有機(jī)相用硫酸反萃取，分液后得到CoSCU溶液，加入NH4HCO3溶液沉鉆。

寫出“沉鉆”反應(yīng)的離子方程式o

(5)理論上，和LiFePCU反應(yīng)的H2O2與固體B中的LiFePCU物質(zhì)的量之比是

(6)分析聯(lián)合提取鉆和鋰的優(yōu)勢(shì)。

參考答案

L⑴研磨

2++3++3+

(2)4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O；4FeO+O2+12H=4Fe+6H2O

(3)0、N加入H2s04,使CM++2HR?CuR?+2H+逆向進(jìn)行，CiP+進(jìn)入水層

+3++3+

(4)Na+3Fe+2SO：+3MgO+3H2O=NaFe3(OH)6(SO4)2i+3Mg2+或Na+3Fe+2SO：+6H2O=

+

NaFe3(OH)6(SO4)2i+6H

(5)b

(6)H2s。4、萃取齊i」(HR)、O2

【分析】銅銀礦研磨后，加入和H2sO”浸出，將銅銀礦中的金屬氧化物轉(zhuǎn)化為Ni?+、Fe3+，Cu"、

Mg2+；加入萃取劑后，Cu?+轉(zhuǎn)化為CuR2進(jìn)入有機(jī)層，再經(jīng)過反萃取形成含C/+水溶液后，再轉(zhuǎn)化為金屬

銅；水層中含有Ni"、Fe3+>H+、Mg?+等陽離子，加入硫酸鈉和MgO后，F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)化為黃鈉鐵磯固體從

水層中分離，濾液中含有Ni?+、H+、Mg?+等陽離子，再加入MgO后，Ni?+轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2再轉(zhuǎn)化為金

屬鑲。

【詳解】(1)將銅銀礦研磨，可以將固體顆粒減小，增大固體與溶液接觸面積，從而加快浸出階段反應(yīng)速

率，故加快反應(yīng)速率的措施是研磨；

(2)具有氧化性，可將H2SO4溶解后的Fe?+轉(zhuǎn)化為Fe?+,便于轉(zhuǎn)化為沉淀除去，用離子方程式可以表

2++3++3+

示為：4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O；4FeO+O2+12H=4Fe+6H2O；

(3)

①C9H19(^一0時(shí)分子中，若要與Cu2+形成配位鍵，則分子需提供孤電子對(duì)，分子中存在孤電子

\Un

\=N

對(duì)的原子為N原子和O原子；

②反萃取時(shí)，加入稀硫酸，增大水層中H+濃度，使平衡Cu2++2HR.CuR2+2H+逆向移動(dòng)，使水層中

Ca濃度增大，即銅離子進(jìn)入水層；故答案為：0、N；加入H2s04,使CP+2HRCuR2+2H+逆向進(jìn)

行，Cu2+進(jìn)入水層；

(4)根據(jù)題目信息，水層中含有Ni?+、Fe3+>H+、Mg?+等陽離子，加入硫酸鈉和MgO后，F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)化為

+3+

黃鈉鐵磯固體，對(duì)應(yīng)的離子方程式為：Na+3Fe+2SOf+3MgO+3H2O=NaFe3(OH)6(SO4)2i+3Mg2+或

+3++

Na+3Fe+2SO：+6H2O=NaFe3(OH)6(SO4)2i+6H；

(5)第二次使用MgO調(diào)節(jié)pH使Ni?+沉淀完全，即溶液中c(Ni2+)WL0xl0-5mol-L」，根據(jù)Ni(OH)2的

=2.1x10-5,Ni?+恰好完全沉淀時(shí)，c(OH')=mol-L1~1.4x10-5mol-L1,c(H+)=

mol?L」忌7.14x10視mol?I?,pH=-lgc(H+)=-lg(7.14xW10),故10>pH>9,故選擇b；

(6)反應(yīng)過程中使用到了硫酸，萃取劑，氧氣，反萃取時(shí)再產(chǎn)生萃取劑，電解含銅離子的水溶液，即電

電解小

解硫酸銅時(shí)產(chǎn)生硫酸和氧氣，2CUSO4+2H,O=O2T+2CU+2H2SO4,則該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有：

H2s。4、萃取劑(HR)、O2o

2.(1)增大燒渣的接觸面積，提高反應(yīng)速率A12O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]

(2)c(H+)濃度增大，鐵精粉與酸反應(yīng)的速率加快硫酸濃度增大，鐵的硫酸鹽析出，覆蓋在鐵精

粉的表面，阻礙反應(yīng)進(jìn)行

3+2++

(3)FeS2+14Fe+8H2O=15Fe+2SOj+16H

(4)Fe(OH)2Fe(OH)2(s)=Fe2+(aq)+2OH-(aq)產(chǎn)生OJT的速率與

6Fe2++O2+6H2O=2Fe3()4J+12H+產(chǎn)生H+的速率基本相同，H++OIT=HzO,pH基本不變

【分析】黃鐵礦燒渣(主要成分為FezCVFe3O4,含少量SiO?、加2。3等)用NaOH堿浸除去SiCh和AI2O3,

鐵精粉為鐵的氧化物，加入硫酸酸浸得到含有Fe2+和Fe3+的溶液B,再加入FeSz還原把Fe3+還原為Fe2+,

溶液C經(jīng)過鐵粉精制最終得到FeSCU溶液。

【詳解】(1)①燒渣在堿浸前需粉碎，其作用是增大燒渣的接觸面積，提高反應(yīng)速率；

②AhCh為兩性氧化物，能溶于NaOH溶液，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

A12O3+2NaOH+3H2O=2Na[A1(OH)4]；

(2)①由圖可知，濃度低于cgoLLT,隨濃度增大，鐵浸出率增大，原因是隨硫酸濃度增大，氫離子濃

度增大，鐵精粉與酸反應(yīng)的速率加快；

②濃度高于CimoLL/,隨濃度增大，鐵浸出率減小，原因是：硫酸濃度增大，鐵的硫酸鹽達(dá)到飽和析出，

覆蓋在鐵精粉的表面，阻礙反應(yīng)進(jìn)行；

(3)加入FeS2還原Fe3+為Fe2+,S元素被氧化為硫酸根離子，根據(jù)電子守恒和電荷守恒及原子守恒，反

3+2++

應(yīng)的離子方程式為：FeS2+14Fe+8H2O=15Fe+2SO^+16H；

(4)①將NaOH溶液加入到FeSC)4溶液(略過量)中，產(chǎn)生白色沉淀為Fe(OH)2；

②M-t2時(shí)段內(nèi)，存在電離平衡和氧化反應(yīng)：Fe(OH)2(s),Fe2+(aq)+2OH(aq),

2+++

6Fe+O2+6H2O=2Fe3O4+12H,電離產(chǎn)生01T的速率與氧化反應(yīng)產(chǎn)生H的速率基本相同，

H++OH=H,O,pH基本不變。

3.(l)CaO、MgO

+

(2)NH：+H2ONH3H2O+H

(3)80~100℃時(shí)，隨著溫度的升高，會(huì)加快反應(yīng)速率，且會(huì)導(dǎo)致氨氣逸出，平衡正向移動(dòng)，利于提高

Ca2+和Mg2+的溶解度1:4.2

(4)Mg(OH)2

2+

(5)Ca+CO2+2NH3+H2O=2NH4+CaCO3J

(6)NH3、CCh、NH4CI

【分析】白云石(主要成分為碳酸鈣和碳酸鎂)煨燒后，CaCCh、MgCCh轉(zhuǎn)化為氧化鈣、氧化鎂，加入氯化

鏤溶液，溶浸后的溶液含有的金屬陽離子有Ca2+、Mg2+；通入NH3調(diào)節(jié)pH,使Mg2+轉(zhuǎn)化為Mg(0H)2,通

入NH3和C02最終生成CaCCh沉淀，以此解答。

【詳解】(1)由于CaCCh、MgCCh受熱分解分別生成CaO、MgO和CO2,煨燒白云石生成的主要固體產(chǎn)

物是CaO、MgOo

+

(2)NH4cl溶液呈酸性的原因是NH：水解產(chǎn)生H+,離子方程式為：NH：+H2ONH3H2O+HO

2+

(3)①溶解過程中發(fā)生的反應(yīng)為MgO+2NH：-Mg2++2NH3+H2。、CaO+2NH；Ca+2NH3+H2O,

80~100℃時(shí)，隨著溫度的升高，會(huì)加快反應(yīng)速率，且會(huì)導(dǎo)致氨氣逸出，平衡正向移動(dòng)，利于提高Ca2+和

Mg2+的轉(zhuǎn)化率；

②根據(jù)圖二，當(dāng)投料比為1:4.2時(shí)，Ca2+和Mg2+的轉(zhuǎn)化率均較高，且經(jīng)濟(jì)性較好，因此選擇合適的投料比

為1:4.2。

(4)根據(jù)題目中給出的Ksp值,Mg(OH)2的Ksp=5.6xl()-12遠(yuǎn)小于Ca(OH)2的Ksp=4.7xl(y6,因此Mg2+會(huì)

優(yōu)先形成Mg(OH)2沉淀，而Ca2+則留在溶液中，分離出的固體物質(zhì)是Mg(OH)2。

(5)通入NH3和CO2后，會(huì)產(chǎn)生CO；,Ca2+與CO；結(jié)合生成CaCCh沉淀，反應(yīng)方程式為：

2+

Ca+CO2+2NH3+H2O=2NH4+CaCO3Jo

(6)燃燒生成的CO2可以在沉鈣時(shí)使用，NH4cl作為反應(yīng)物參與溶解過程，同時(shí)有NH3生成，沉淀

CaCCh時(shí)消耗CO2和NH3又生成NH4C1,因此NH3、CO2,NH4cl是可循環(huán)使用的物質(zhì)。

4.(1)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

(2)升高溫度或適當(dāng)增大堿液濃度或攪拌2A1+2OH-+6H2O=2[A1(OH)4J+3H2T

(3)還原劑

2++

(4)Mn+S2O^+2H2O=MnO2+2SO^+4H防止在過程③CT被氧化生成j產(chǎn)生污染

⑸L09xl0i

(6)蒸發(fā)結(jié)晶趁熱過濾SOt

【分析】該工藝流程的原料為廢舊鋰離子電池(含鉆酸鋰(Lie。。?)，錦酸鋰(Li^MnOj，銀酸鋰

(LiNiO2)以及鋁片、石墨粉)，回收金屬元素分別得到含鋁濾液、MnO2,Co(OH)2/Ni(OH)2,

Li2cO3。廢舊電池初步處理，經(jīng)堿浸，鋁片與堿溶液反應(yīng)生成[Al(OH)41過濾得含鋁濾液，鉆酸鋰，鎰酸

鋰，銀酸鋰以及石墨粉為濾渣成分，經(jīng)硫酸/H2C)2及氨水調(diào)pH,過濾分離得石墨，根據(jù)濾液A中的Co、

Ni、Mn均為+2價(jià)，可知Lie。。2、Li2MnO4,LiNiO?在酸性環(huán)境與H2。?發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其中H?。？

為還原劑，過程③使濾液A中+2價(jià)的Mn被(NHjSQs氧化生成Mn。?分離出去，濾液B中含有Co"、

Ni2+>Li\加入NaOH生成CO(OH)2、Ni(OH%沉淀分離出來后，濾液C中含有Li，,加入濃Na2c0?得

到Li2c。

【詳解】(1)鋰離子電池工作時(shí)，能量的主要轉(zhuǎn)化方式為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；

故答案為：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；

(2)為加快速率，除了對(duì)原料粉碎處理，還可以采用的措施有升高溫度、適當(dāng)增大堿液濃度或攪拌；步

驟①發(fā)生鋁片與堿溶液反應(yīng)生成[AI(OH)4]「的反應(yīng)，離子方程式為

-

2A1+2OH+6H2O=2[Al(OH)4+3H2T；

故答案為：升高溫度或適當(dāng)增大堿液濃度或攪拌；2A1+2OH-+6H2O=2[A1(OH)4]「+3H2T；

(3)LiCoO?中Co化合價(jià)為+3價(jià)、Li2Mlic>4中Mn化合價(jià)為+6價(jià)、LiNiO?中Ni化合價(jià)為+3價(jià)，經(jīng)硫酸/

凡。2及氨水調(diào)PH,得到的濾液A中的Co、Ni、Mn均為+2價(jià)，均被還原，由此可知，凡。?為還原

劑；

故答案為：還原劑；

(4)過程③為濾液A中+2價(jià)的Mn被(NHjSzOs氧化生成Mn。Z分離出去，故該離子反應(yīng)為

2++

Mn+S2Or+2H2O=MnO2+2SO；-+4H；步驟②中若用鹽酸酸化溶液，則濾液A中含有。一，在過程③

加入(NHJS2O8時(shí)，cr被氧化生成Cl2產(chǎn)生污染；

2++

故答案為：Mn+S2O^-+2H2O=MnO2J+2SO；+4H；防止在過程③C「被氧化生成5產(chǎn)生污染；

(5)根據(jù)Ksp[CO(OH)2]=C(CO2+〉C2(OIT)=1.09X10T5,pH=9.5gpc(OH")=10^5mol/L,貝|

c(C*=%[&(*]J09X1。：11101yL=L09xliol/L.

<>C2(OH-)00寸2

故答案為：1.09xIC