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1、二、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）。
2、,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
3、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,LiMn2O4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：,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
4、,氧化还原反应： 熟练应用氧化还原规律判断产物形式配平 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1 mol CH4在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸热160.1 kJ，1 mol CH4在氧气中完全燃烧生成气态水时放热 802.3 kJ。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) H=？,CaSO4(s)+CH4(g)=CaS(s)+CO2(g)+2H2O(g) H=160.1 kJ/mol,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=802.3 kJ/mol,（962.4 kJ/
5、mol）,（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。 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_。,Cl2,HCl,NaClO3+HClClO2+H2 /Cl2(?)+NaCl 2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O,NaCl,NaClO3,氧化还原规律,（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
6、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：,（2）第步反应的离子方程式是 。,Li+,LiMn2O4+O2Li+MnO2 4LiMn2O4+O2+4H+=4Li+8MnO2+2H2O,瞻前顾后,（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+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O、 2H2O2
7、 2H2O+O2,瞻前顾后,全面,LiCoO2+H2SO4+H2O2Li2SO4+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()、Mn()、Ni()等杂质)的流程如下：,提示：在本实验条件下，Ni()不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。 （1）反应中除掉的杂质离子是_，发生反应的离子方程式为_；,Fe2和Mn2； MnO43Fe27H2O=MnO23Fe(OH)35H 3Mn22MnO42H2O=5MnO24H,全面,（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
8、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 （）,反应实际,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
9、物充分接触，增大反应（或溶解）速率。,2.1,（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：,已知：废弃CRT荧光粉的化学组成（某些不参与反应的杂质未列出）：,（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,2.2,（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：,F
10、eSO4+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
11、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,2.2,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,2.2,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
12、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。,2.3,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23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,CuSO45H2O、ZnSO47H2O、 CaBr26H2O、 Al2(SO4)318H2O,2012上海卷除去CuSO45H2O中含有的Cu(NO3)2 2009广东卷除去Mg(ClO3)2中含有的NaCl 2007广东卷除去NH4Cl中含有的Na2SO4,NaCl,分离NaCl和
13、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,多快好省,（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。,Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀除去。,？,？,？,Mg2+ Fe3+ Fe2+ Mn2+,Mg2+ Fe3+ Mn2+,Mg2+,Fe(OH)3、Mn(O
14、H)2,漂液,烧碱,纯碱,（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。,可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是_。,有氯气生成，污染较大,污染：废渣、 废液（酸、碱、重金属盐）、 废气（Cl2、Br2、硫和氮的氧化物）,很多学生答不出，没有环保的意识。,（2006四川卷） 29四川有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：,（2）在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气，请运用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由_。,速率快、产率高,循环利用：,箭头指回为循环 （实质就是降低成本）,（2013 福建卷24）,（2005 上海卷26A）,建 模 ,有高度 有深度,整体与局部意识 生产实际意识 答题要点意识,有方向 有模式,
