化学流程题练习题含答案
1.以废旧锂离子电池正极材料（主要成分为LiCoO?，还含有少量Al、Fe等杂质）为原料回收钴和锂，工艺流程如下：
已知：①“酸浸”后溶液中的阳离子有Li?、Co2?、Al3?、Fe3?等。
②Ksp[Al(OH)?]=1.3×10?33，Ksp[Fe(OH)?]=4.0×10?3?，Ksp[Co(OH)?]=1.6×10?1?。
（1）“酸浸”时，LiCoO?发生反应的化学方程式为。
（2）“调pH”时，应调节溶液的pH范围为，“滤渣1”的主要成分是（填化学式）。
（3）“沉钴”时，发生反应的离子方程式为。
（4）“沉锂”时，加入Na?CO?溶液的目的是。
（5）从“滤渣2”中回收得到纯净的Co?O?，还需要进行的操作有、、。
答案：
（1）2LiCoO?+3H?SO?+H?O?=Li?SO?+2CoSO?+O?↑+4H?O
（2）5.0-7.2；Al(OH)?、Fe(OH)?
（3）2Co2?+2NH?·H?O+(NH?)?C?O?=CoC?O?↓+2NH??+2H?O
（4）使Li?转化为Li?CO?沉淀而分离出来
（5）洗涤、干燥、煅烧
解析：
（1）“酸浸”时，LiCoO?在酸性条件下被H?O?还原，Co元素从+3价降低到+2价，H?O?中O元素从-1价升高到0价，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式。
（2）根据Ksp计算使Al3?、Fe3?完全沉淀而Co2?不沉淀的pH范围。Al3?完全沉淀时，c(OH?)=3√(Ksp[Al(OH)?]/c(Al3?))，当c(Al3?)=1.0×10??mol/L时，c(OH?)=3√(1.3×10?33/1.0×10??)≈1.1×10??mol/L，pH≈5.0；Fe3?完全沉淀时，c(OH?)=3√(Ksp[Fe(OH)?]/c(Fe3?))，当c(Fe3?)=1.0×10??mol/L时，c(OH?)=3√(4.0×10?3?/1.0×10??)≈1.6×10?11mol/L，pH≈3.2；Co2?开始沉淀时，c(OH?)=√(Ksp[Co(OH)?]/c(Co2?))，当c(Co2?)=0.1mol/L时，c(OH?)=√(1.6×10?1?/0.1)≈4.0×10??mol/L，pH≈7.2。所以调节溶液的pH范围为5.0-7.2，“滤渣1”的主要成分是Al(OH)?、Fe(OH)?。
（3）“沉钴”时，Co2?与(NH?)?C?O?反应生成CoC?O?沉淀，同时生成NH??，根据电荷守恒和原子守恒写出离子方程式。
（4）“沉锂”时，加入Na?CO?溶液，使Li?与CO?2?结合生成Li?CO?沉淀而分离出来。
（5）从“滤渣2”（CoC?O?）中回收得到纯净的Co?O?，需要先洗涤除去表面杂质，然后干燥，最后煅烧使CoC?O?分解生成Co?O?。
2.某科研小组以难溶性钾长石（K?O·Al?O?·6SiO?）为原料，提取Al?O?、K?CO?等物质，工艺流程如下：
（1）“煅烧”过程中，钾长石与CaCO?反应的化学方程式为。
（2）“浸取”时，为提高浸取速率，可采取的措施有（任写两条）。
（3）“除硅”时，生成沉淀的离子方程式为。
（4）“转化”时，发生反应的化学方程式为。
（5）“母液”中可循环利用的物质是（填化学式）。
答案：
（1）K?O·Al?O?·6SiO?+CaCO?=K?SiO?+CaSiO?+Al?O?+CO?↑
（2）适当升高温度、增大盐酸浓度、将钾长石粉碎等
（3）SiO?2?+2H?=H?SiO?↓
（4）K?SiO?+CO?+H?O=H?SiO?↓+K?CO?
（5）K?SiO?
解析：
（1）“煅烧”时，钾长石与CaCO?反应生成K?SiO?、CaSiO?、Al?O?和CO?，根据原子守恒配平化学方程式。
（2）提高浸取速率的措施可以从温度、浓度、接触面积等方面考虑，如适当升高温度、增大盐酸浓度、将钾长石粉碎等。
（3）“除硅”时，SiO?2?与H?反应生成H?SiO?沉淀，写出离子方程式。
（4）“转化”时，K?SiO?与CO?、H?O反应生成H?SiO?沉淀和K?CO?，根据原子守恒配平化学方程式。
（5）“母液”中含有K?SiO?，可以循环利用到“转化”步骤中。
3.利用工业炼铜后的炉渣（含Fe?O?、FeO、SiO?、Al?O?等）制备Fe?O?的工艺流程如下：
（1）“酸浸”时，Fe?O?发生反应的离子方程式为。
（2）“氧化”时，加入H