2020届高考化学人教第二轮复习专题强化练：化学工艺流程题（含解析）

2020届高考化学人教第二轮复习专题强化练

化学工艺流程题

1、磷酸铁锂电池是新型的绿色能源电池，其简化的生产工艺流程如下。

(1)反应釜中反应的化学方程式为____________________，该反应体现出非金属性关系：P________(填“>”或“<”)C。

(2)室温下，LiH2PO4溶液的pH随c(H2PO－4)的变化如图1所示，H3PO4

－

cHPO24－

溶液中H2PO4的分布分数δ随pH的变化如图2所示[δ＝

c总

(含P元素的粒子)]。

①由图1知，低浓度时LiH2PO4溶液的pH小于7，且随着c初始(H2PO－4)的增大而减小，其合理的解释为____________________。

②综合上图分析，若用浓度大于1mol·L－1的H3PO4溶液溶解Li2CO3，要使反应釜中的H3PO4几乎全部转化成LiH2PO4，反应釜中需要控制溶液的pH＝________。

(3)磷酸铁锂电池总反应为：LiFePO4＋

6CLi1－xFePO4＋LixC6，电池中的固

体电解质可传导Li＋。充电时，Li＋移向________(填“阳极”或“阴极”)；放电时，正极反应式为

___________________________________________________。 (4)磷酸铁锂电池中铁的含量可通过如下方法测定：称取1.60g试样用盐酸溶解，在溶液中加入稍过量的SnCl2溶液，再加入HgCl2饱和溶液，用二苯胺磺酸钠作指示剂，用0.030mol·L－1重铬酸钾溶液滴定至溶液由浅绿色变为蓝紫色，消耗重铬酸钾溶液50.00mL。

2－

已知：2Fe3＋＋Sn2＋＋6Cl－===SnCl6＋2Fe2＋

－4Cl－＋Sn2＋＋2HgCl2===SnCl26＋Hg2Cl2

2－6Fe2＋＋Cr2O7＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O

①实验中加入HgCl2饱和溶液的目的是___________________。 ②铁的百分含量Fe(%)＝________。

答案 (1)2H3PO4＋Li2CO3===2LiH2PO4＋H2O＋CO2↑ >

(2)①H2PO－4在溶液中既存在电离平衡，也存在水解平衡。电离作用产生H＋使溶液显酸性，水解产生OH－使溶液显碱性，由于H2PO－4的电离程度大于水解程度，所以溶液显酸性，故pH<7；若在开始时溶液c(H2PO－4)

＋＋越大，则单位体积内H2PO－4电离产生的H的数目越多，c(H)就越大，

溶液的pH就越小 ②4.66

(3)阴极 Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4

2－

(4)①将溶液中过量的Sn2＋转化为稳定的SnCl6络离子，防止干扰Fe2

＋

的测定 ②31.5%

解析 (1)由于酸性：H3PO4>H2CO3，所以在反应釜中发生复分解反应：2H3PO4＋Li2CO3===2LiH2PO4＋H2O＋CO2↑；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性就越强，由于酸性：H3PO4>H2CO3，所以元素的非金属性：P>C。

(2)②若用浓度大于1mol·L－1的H3PO4溶液溶解Li2CO3，当pH达到4.66

－

cH2PO4

时，根据图2知δ＝＝0.994，根据图1知c初始(H2PO－4)接

c总

近1mol·L－1，则H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4。故要使H3PO4几乎全部转化成LiH2PO4，溶液的pH控制在pH＝4.66。

(4)①实验中加入HgCl2饱和溶液，可以发生反应：4Cl－＋Sn2＋＋

－2＋

2HgCl2===SnCl2转化为稳6＋Hg2Cl2，这样就可以使溶液中过量的Sn

－定的SnCl2从而防止用重铬酸钾溶液滴定溶液中的Fe2＋时干6络离子，

扰实验结果的测定，造成实验误差。

－＋3＋②根据6Fe2＋＋Cr2O2＋2Cr3＋＋7H2O可知，n(Fe2＋)＝7＋14H===6Fe

2－6n(Cr2O7)＝6×

0.030mol·L－1×0.0500L＝9×10－3mol，m(Fe)＝n·M＝9×10－

3

mFemol×56g·mol＝0.504g，所以铁的百分含量＝×100%＝

m总

－1

0.504g

×100%＝31.5%。 1.60g

2、过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)广泛用于化工、造纸、纺织、食品等行业，一种以芒硝(Na2SO4·10H2O)、H2O2等为原料制备过碳酸钠的工艺流程如下：

－＋2－2－

已知2CrO2, pH小于5时几乎均以Cr2O7形式存4＋2H===Cr2O7＋H2O

2－在，pH大于8.5时几乎均以CrO4形式存在。

回答下列问题：

(1)Na2CrO4中Cr元素的化合价为________。

(2)Ksp(CaCrO4)________(填“＞”或“＜”)Ksp(CaSO4)。 (3)流程中循环物质X为________(填化学式)。

(4)步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为__________________。 (5)步骤Ⅰ～Ⅲ是为了制得纯碱，从环境保护的角度看，可能的不足