工业流程题答题程序.

工业流程题答题程序设问的角度：1.核心的化学反应2.保证达到实验目的的具体操作3.基本化学实验理念建立全局意识，拿到题之后不要急于下笔，要先浏览全题，做到心中有数。怎样浏览全题，才能做到心中有数呢？1.在题中标出该工艺流程的目的及原料，并将其对应到框图中。（一定要标）2.浏览题目的设问，帮助你理解流程，同时有些空可直接做答。锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用，某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe－=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。LiCoO2乙炔黑铝箔（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为。（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式。（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是。（4）写出“沉钴”过程中反应的化学方程式。（5）充电过程中，发生LiCoO2与Li1-XCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式。（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因为。在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有（填化学式）。Al(OH)3、Li2SO4、CoCO3+3（2010安徽卷）27．锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：废旧锂离子电池正极材料加过量NaOH溶液过滤滤液LiMn2O4、碳粉通入过量CO2过滤沉淀X加稀H2SO4通入空气MnO2、碳粉加一定量Na2CO3过滤Li2CO31234滤液滤液过滤Al(OH)3LiMn2O4碳粉\铝箔（2011福建卷）24．四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：钛铁矿TiO2nH2O2341强酸性浸出液（含TiO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等）废渣废液废气富含TiO2+溶液粗TiO2成品TiCl4绿矾氯气、焦炭铁屑该工艺流程中存在的不足之处是产生三废。建立局部意识，建构答题模型。1.核心化学反应的书写方法。2.流程中的具体操作。3.基本化学学科思想。设问角度1.核心反应——陌生方程式的书写关注箭头的指向：箭头指入———反应物箭头指出———生成物氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律①判断产物形式②配平非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际判断产物形式（2012四川卷）29．（3）已知1molCH4在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸热160.1kJ，1molCH4在氧气中完全燃烧生成气态水时放热802.3kJ。写出空气反应器中发生反应的热化学方程式：。CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s)ΔH=？CaSO4(s)+CH4(g)=CaS(s)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=＋160.1kJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=－802.3kJ/mol（－962.4kJ/mol）氯化钠电解槽ClO2食盐水氯化氢合成塔二氧化氯发生器补充Cl2（2013福建卷）24．二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。②该法工艺原理示意图如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有H2、Cl2（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为______________________。Cl2HClNaClO3+HCl——ClO2↑+H2/Cl2↑(?)+NaCl2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2ONaClNaClO3（2010安徽卷）27.锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：废旧锂离子电池正极材料加过量NaOH溶液过滤滤液LiMn2O4、碳粉通入过量CO2过滤沉淀X加稀H2SO4通入空气MnO2、碳粉加一定量Na2CO3过滤Li2CO31234滤液滤液过滤（2）第③步反应的离子方程式是。Li+LiMn2O4+O2——Li++MnO24LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O滤液滤渣H2SO4、H2O2过滤Al(OH)3固体废旧锂离子电池放电处理拆解正极碱浸NaOH溶液调pH滤液酸浸萃取水相（Li2SO4溶液）有机相反萃取有机相再生回用水相（CoSO4溶液）NH4HCO3溶液沉钴CoCO3固体过滤调pH过滤滤渣滤液过滤滤液（2013年全国新课标卷I）27．锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式______________________；2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O、2H2O22H2O+O2↑LiCoO2+H2SO4+H2O2——Li2SO4+CoSO4（2013年全国新课标卷II）27．氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下：滤液稀硫酸过滤2341工业ZnOZnNa2CO3浸出液适量高锰酸钾溶液调pH约为5过滤滤液过滤滤饼煅烧ZnO5提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。（1）反应②中除掉的杂质离子是_________，发生反应的离子方程式为_________________；Fe2＋和Mn2＋；MnO4－＋3Fe2＋＋7H2O=MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋3Mn2＋＋2MnO4－＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋滤液滤渣H2SO4、H2O2过滤Al(OH)3固体废旧锂离子电池放电处理拆解正极碱浸NaOH溶液调pH滤液酸浸萃取水相（Li2SO4溶液）有机相反萃取有机相再生回用水相（CoSO4溶液）NH4HCO3溶液沉钴CoCO3固体过滤调pH过滤滤渣滤液过滤滤液（2013年全国新课标卷I）27．锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_________________。CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑（√）全省38.3%考生这样作答：CoSO4+NH4HCO3=CoCO3↓+NH4HSO4（×）设问角度2：流程中涉及的具体的操作增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率。原料的预处理浸出：研磨：（水浸、酸浸、碱浸）使原料中的**溶解（物理溶解或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。灼烧：（焙烧、煅烧）除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）搅拌：使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。（2015石家庄二模）稀土是一种不可再生的战略性资源，被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管（CRT）荧光粉中提取稀土元素钇（Y）的工艺流程如下：废弃CRT荧光粉0.8mol/L盐酸滤液滤渣5mol/L盐酸,预处理氨水DDTC草酸高温灼烧滤液不参与反应的杂质滤液滤渣滤液滤渣滤液(含Mg2+)滤渣Y2O3IIIIIIIVVVI已知：①废弃CRT荧光粉的化学组成（某些不参与反应的杂质未列出）：成分含量/%Y2O3ZnOAl2O3PbO2MgO预处理前24.2841.827.811.670.19预处理后68.515.424.335.430.50（1）步骤I中进行原料预处理的目的为_________________________________。反应条件的控制温度:反应速率物质的溶解度（溶解度曲线）物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）温度、pH、保护气CO2(g)过滤反应I反应II反应III反应IVFeSO4溶液NH4HCO3溶液CO2(g)H2(g)稀硫酸过滤KClK2SO4(s)NH4Cl溶液(NH4)2S2O8溶液FeCO3(s)空气中煅烧Fe2O3(s)（2009江苏卷·16）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O（3）反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃，其目的是________。防止NH4HCO3分解（或减少Fe2+的水解）反应速率物质的溶解度物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）（2010江苏卷·16）钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流程如下：（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70℃，且不使用浓硝酸，原因是________、______。防止反应速率过快浓HNO3易挥发、分解反应速率物质的溶解度物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）温度:反应速率物质的溶解度物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）温度、pH、保护气pH：物质的沉淀与溶解弱离子的水解反应条件的控制温度:反应速率物质的溶解度物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）温度、pH、保护气pH：物质的沉淀与溶解弱离子的水解保护气：隔绝空气（主要是O2、H2O）弱离子的水解反应条件的控制产品的分离提纯过滤、结晶、蒸馏、萃取分液过滤：趁热过滤——考虑溶解度沉淀的洗涤——水（冰水、热水）、有机物（乙醇、乙醚）（主要考虑溶解度）降低因溶质的溶解而引起的损耗；乙醇易挥发，有利于干燥，同时可防止溶质与水反应生成结晶水合物。沉淀的洗涤方法——加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体，滤净，重复2~3次。检验沉淀是否洗净的方法分析清楚溶液中的成分——Cl-、CO32-、SO42-、Fe3+、NH4+结晶：蒸发结晶蒸发浓缩、冷却结晶蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶重结晶CuSO4·5H2O、ZnSO4·7H2O、CaBr2·6H2O、Al2(SO4)3·18H2O2012上海卷—除去CuSO4·5H2O中含有的Cu(NO3)22009广东卷—除去Mg(ClO3)2中含有的NaCl2007广东卷—除去NH4Cl中含有的Na2SO4NaCl题型示例9．下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是选项目的分离方法原理A．分离溶于水的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大B．分离乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同C．除去KNO3固体中混杂的NaCl重结晶NaCl在水中的溶解度很大D．除去丁醇中的乙醚蒸馏丁醇与乙醚的沸点相差较大分离NaCl和KNO3的混合物设问角度3：基本化学理念——生产实际速率快、产率高、产品纯度高成本低、无污染循环利用（必修2课本P106，根据1997年高考试测题改编）“卤块”的主要成分是MgCl2，此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。若以它为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。若要求产品尽量不含杂质，而且成本较低，请根据表1和表2提供的资料，填写空白。卤块加水溶液加X加Y，过滤pH=9.8沉淀物滤液加Z加水煮沸气体灼烧轻质氧化镁123456溶液沉淀物沉淀物表1生成氢氧化物沉淀的pH表2原料价格表物质开始沉淀沉淀完全物质价格（元·吨-1）Fe(OH)32.73.7漂液（含25.2%NaClO）450Fe(OH)27.69.6﹡双氧水（含30%H2O2）2400Mn(OH)28.39.8烧碱（含98%NaOH）2100Mg(OH)29.611.1纯