20192020年高考化学高考题和高考模拟题分项版汇编专题15工艺流程题新人教版
1．【2017新课标1卷】（14分）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）TiO2xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40mi
所得实验结果如下表所示：
温度℃
30
35
40
45
50
TiO2xH2O转化率
92
95
97
93
88
分析40℃时TiO2xH2O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cMg2002molL1，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使
fFe3恰好沉淀完全即溶液中cFe310105molL1，此时是否有Mg3PO42沉淀生成？
（列式计算）。FePO4、Mg3PO42的Ksp分别为131022、101024。
（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（2）FeTiO34H4ClFe2TiOCl242H2O（3）低于40℃，TiO2xH2O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TiO2xH2O转化反应速率下降（4）4
（5）Fe3恰好沉淀完全时，c
PO
34
13102210105
molL113×1017
molL1，c3Mg2×c2PO34

＝0013×13×1017217×1040＜Ksp，因此不会生成Mg3PO42沉淀。（6）2FePO4Li2CO3H2C2O4高温2LiFePO4H2O↑3CO2↑
（4）Li2Ti5O15
中
Li
为1
价，O
为2
价，Ti
为4
价，过氧根
O22
中氧元素显1
价，设过氧
键的数目为x，根据正负化合价代数和为0，可知
1×24×52×152x1×2x0，解得：x4；
（5）KspcFe3×cPO3413×102，则
cPO34＝c
KspFe3
＝13×1017molL，Qc＝
c3Mg2×c2
PO
34
＝0013×13×10172169×1040＜10×1024，则无沉淀。
（6）高温下FePO4与Li2CO3和H2C2O4混合加热可得LiFePO4，根据电子守恒和原子守恒可得此反
应的化学方程式为2FePO4Li2CO3H2C2O4高温2LiFePO4H2O↑3CO2↑。
【名师点睛】工艺流程题，就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。制备类工艺流程题一般由多步连r