3、化学·技术·可持续性发展　.ppt

专题复习 工艺流程题 安徽省宿州市第二中学程波 典例1 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 工艺流程题的构成特点 2 题目结构 分题头 题干和题尾三部分 1 内容来源 真实化工生产过程 题材丰富 提问灵活 3 呈现形式 流程图 表格 图像 4 设问方式 措施 成分 物质 原因 原理 5 能力考查 获取信息的能力 分析问题的能力 表达能力 6 知识落点 基本理论 元素化合物 实验 试题特点 陌生度高 阅读量大 综合性强 区分度高 一 两种意识 整体意识 快速浏览全题 流程的目的 特别是流程中的始末物质 1 从混合物中分离 提纯某一物质 2 利用某些物质制备另一物质 题目设问情况 整体意识局部意识 典例1 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 6 在整个回收工艺中 可回收到的金属化合物有 填化学式 Al OH 3 Li2SO4 CoCO3 典例2 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 Al OH 3 典例3 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 该工艺流程中存在的不足之处是产生三废 两种意识 局部意识 定位意识 1 设问一般相对独立 无连带效应 一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决 2 题中基本上都有与流程无关的问题 可直接作答 3 对于超纲知识 题目中要么有信息提示 要么与解答题目无关 2013年全国新课标卷I 27 回答下列问题 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 过程中发生反应的化学方程式 5 充放电过程中 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 其原因是 在整个回收工艺中 可回收到的金属化合物有 填化学式 实验方案评价 化合价 氧化还原反应 原电池反应 元素化合物 离子反应 化学方程式 原电池工作原理 充电时 该锂离子电池负极发生的反应为6C xLi xe LixC6 反应方程式的书写 原料 目标产物 核心反应 反应条件的控制 二 三个过程 氧化还原反应 判断产物 关注箭头 配平非氧化还原反应 结合反应实际 物质性质 试剂用量 反应方程式的书写 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 瞻前顾后 全面 LiCoO2 H2SO4 H2O2 Li2SO4 CoSO4 3 15分 工业上利用电镀污泥 主要含有Fe2O3 CuO Cr2O3及部分难溶杂质 回收铜和铬等金属 回收流程如下 3 写出还原步骤中加入NaHSO3生成Cu2O固体反应的离子方程式 此步骤中加入NaHSO3得到Cu2O的产率为95 若NaHSO3过量 除了浪费试剂外 还会出现的问题是 2H2O HSO3 2Cu2 Cu2O SO42 5H 4 15分 亚氯酸钠 NaClO2 是一种重要的含氯消毒剂 主要用于水的消毒以及砂糖 油脂的漂白与杀菌 某工厂生产亚氯酸钠的主要流程如下 1 气体a的化学式为 溶液A的名称是 2 反应I的离子方程式为 3 反应 的化学方程式为 2NaOH 2ClO2 H2O2 2NaClO2 2H2O O2 O2 硫酸 2ClO3 SO32 2H 2ClO2 SO42 H2O 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 1 3的考生这样作答 CoSO4 NH4HCO3 CoCO3 NH4HSO4 反应实际 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 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 2 写出 正极碱浸 中发生反应的离子方程式 2Al 2OH 2H2O 2AlO2 3H2 关注杂质 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 反应条件的控制 保护气 pH 温度 调节pH使某些杂质离子沉淀析出 充入Ar N2 H2等 防止某些物质被氧化 4 15分 亚氯酸钠 NaClO2 是一种重要的含氯消毒剂 主要用于水的消毒以及砂糖 油脂的漂白与杀菌 某工厂生产亚氯酸钠的主要流程如下 3 反应过程中控制温度不高于20 目的是 防止H2O2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 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 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 原料 目标产物 核心反应 原料的处理 产品的处理 三 两种处理 增大固体样品与液体 或气体 的接触面积 加快反应速率 常见词 浸出 研磨 水浸 酸浸 碱浸 使原料中的溶解 物理溶解或与化学反应 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 加快反应 或溶解 速率 原料的处理 2 2015全国 27题 硼及其化合物在工业上有许多用途 以铁硼矿 主要成分为Mg2B2O5 H2O和Fe3O4 还有少量Fe2O3 FeO CaO Al2O3和SiO2等 为原料制备硼酸 H3BO3 的工艺流程如图所示 回答下列问题 1 为提高浸出速率 除适当增加硫酸浓度外 还可采取的措施有 写出两条 搅拌 升温 将矿粉粉碎 常见词 蒸馏 萃取 分液 过滤 结晶 洗涤 产品的处理 趁热过滤 防止杂质析出 影响产品纯度 防止产品析出造成损失 洗涤方法加入蒸馏水 或其他溶剂 至浸没沉淀 待水自然流干 重复2 3次 判断是否洗净取最后一次洗涤液少许于试管中 滴加几滴 沉淀剂 溶液 若无沉淀生成 则已洗净 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 NaCl 苯甲酸 3 15分 工业上利用电镀污泥 主要含有Fe2O3 CuO Cr2O3及部分难溶杂质 回收铜和铬等金属 回收流程如下 将浊液加热到80 趁热过滤 已知部分物质沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲线如下 2 在除铁操作中 需要除去Fe3 和CaSO4 趁热过滤 防止杂质析出 影响产品纯度 防止产品析出造成损失 4 15分 亚氯酸钠 NaClO2 是一种重要的含氯消毒剂 主要用于水的消毒以及砂糖 油脂的漂白与杀菌 某工厂生产亚氯酸钠的主要流程如下 4 NaClO2的溶解度随温度升高而增大 适当条件下可结晶析出NaClO2 3H2O 上述生产中由NaClO2溶液得NaClO2 3H2O粗晶体的实验操作依次是 填字母序号 A