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1、无机工艺流程专题1、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：(1)第步反应得到的沉淀X的化学式为废旧锂壽 子直池止 极材料(D加过it滤液1 .iMn.：(、 碳粉滤液*过滤Jj|加一定ht M吧代h过遞第步反应的离子方程式是(3) 第步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：。(4) 若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1 g,第步反应中加入20.0 mL 3.0molL-1的
2、H2SO4溶液，假定正极材料中的锂经反应和完全转化为Li2CO3，则至少有g Na2CO3参加了反应。2、硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下:沉淀1窗也挟矿f矿粉穏取.过滤沉淀2占对计灯m2 kg)川制取VIE-陲荻3-ZnSi) ； - 711 沁 滤験1 一上_ 5八时过滤(1) 将菱锌矿研磨成粉的目的 (2) 完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：Fe(OH)2+ 口+ 口=Fe(OH)3+ 口 Cl-针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)
3、名字命名的，组成元素是Fe、O和H,化学式 量为89,化学式是。根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为。Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3开始沉淀的pH10.46.4沉淀完全的pH12.48.0开始溶解的pH10.5K sp5.6X10-126.8 X 10-62.8X109(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是(选填序号)。a.大理石粉b.石灰乳c.纯碱溶液d烧碱溶液(6) “滤液4”之后的操作依次为、过滤、洗涤、干燥。(7)分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于。3、已知H2CrO4是一种强酸，S(CaCrO4)=17 g
4、/100 g H2O。下图是工业上以铬酸钠为原料制备铬酸酐的流程。-1 镂化-过滤 HNIhbUrO”1 /(.MO(1) 反应中通入nh3与co2存在先后顺序，应先通入气体，理由是写出反应的化学方程。(2) 第步反应中酸溶时能否用盐酸代替硫酸？(填“可以”或“不可以”)，理由是。(3) 写出苛化蒸氨的离子方程 。为了减轻环境污染又做到原料的充分利用，生产中可循环利用的物质是4、以重晶石(主要成分为BaSO4)为主要原料制备立德粉(ZnS和BaSO4的混合物)的工艺流程如图:贯晶扁(1) 焙烧时，焦炭需过量，其目的是(2)焙烧过程中发生的反应之一是4CO(g)+BaSO4(s) BaS(s)+
5、4CO2(g) 阳0,该反应的平衡常数表达式为。下列条件可以使平衡常数增大的是A.降温 B.加压 C.加催化剂 D.移出CO2E.增大BaSO4的量(3) 反应器中发生反应的化学方程式为。(4) 用工业级氧化锌(含少量FeO和Fe2O3杂质)和硫酸制取硫酸锌溶液时，需先后加入H2O：溶液和碳酸锌精制，加入h2o2溶液时发生反应的离子方程式为,加入碳酸锌的目的是将溶液中的 Fe3 +转化为红褐色沉淀，写出该反应的化学方程式：5、磷酸亚铁锂(LiFePO4)是一种新型汽车锂离子电池的电极材料。某化工厂以铁红、锂辉石 LiAl(SiO3)2(含少量Ca2 +、Mg2 +的盐)、炭粉等为原料生产磷酸亚
6、铁锂。其主要工艺流程如下。(3OT X1冷却II年除杂过揖!钊解石 适 iit Xa IX 过穗池液U池制过呈嵌粉亠磷感FePQ|FJEePO,已知:p324，!温度/c20H4401 23|602 280溶解度(Li2CO3)/g1.331.171.010.85溶解度(Li2SO4)/g34.232.831.930.725030L C(1) 从滤渣I可得到Al2O3,如图所示。请写出生成沉淀的离子方程 滤渣I | 一|溶液(含A1不过量试剂a|沉淀| Al2O3滤渣II的主要成分是(填化学式)。向滤液II中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是(4) 写出在高温下制得磷酸亚
7、铁锂的化学反应方程。(5) 磷酸亚铁锂电池总反应为FePO4+Li -放 LiFePO.，电池中的固体电解质可传导Li4充电4+。试写出该电池放电时的正极反应：。若用该电池电解足量饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)，当电解池两极共有4 480 mL气体(标准状况)产生时，该电池消耗锂的质 量为。处削的+劉JIWITB IB ! IBBr azizi q KmzBIlZl I3B Tl I & “KlZhl6.铬铁矿的主要成分的化学式为FeOCr2O3，还含 有SiO2、Al2O3等杂质。工业上常采用固体碱熔氧化 法用铬铁矿粉制备重铬酸钾，流程为 已知：NaFeO2遇水强烈水解； 重铬酸钾为橙
8、红色针状晶体，溶于水,不溶于乙醇， 有强氧化性； 2CrO4-+2 H+ Cr2O7-+H2O(1) 灼烧操作一般在坩埚中进行，下列物质适合用来制作此实验坩埚材料的。A.铁 B.氧化铝C.石英 D.陶瓷(2) 铬铁矿经粉碎处理的目的是； 写出Cr2O3和纯碱、氧气反应生成Na2CrO4的化学方程式为； NaFeO2水浸时强烈水解生成氢氧化铁沉淀，离子方程式为滤液 1 的成分除 Na2CrO4、 NaOH 外，还含有傾化学式)。(4)通过途径1从Na2CrO4溶液获得K2Cr2O7晶体，操作步骤有：“酸化”一加KCl固体一蒸 发浓缩一操作a-过滤一洗涤一干燥。 “酸化”步骤用醋酸调节溶液pH5,
9、其目的是； 操作a的名称7. (12分)以电石渣主要成分为Ca(OHL和CaCO3为原料制备KC103的流程如下:Ito Cl2KC111电石渔-打泵*3*-转化T逍渣(1)氯化过程控制电石渣过量，在75C左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OHb作用生成Ca(C10)2 的反应，Ca(C10)2 进一步转化为 Ca(C103)2，少量 Ca(ClO)2 分解为 CaCl2 和 02。生成Ca(C10)2的化学方程式为- 提高Cl2转化为Ca(C103)2的转化率的可行措施有(填序号)。A.适当减缓通入Cl2速率B.充分搅拌浆料C.加水使Ca(OH)2完全溶解(2)氯化过程中Cl2转化为Ca(C
10、103)2的总反应方程式为6Ca(OH)2+6Cl2=Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O 氯化完成后过滤。 滤渣的主要成分为(填化学式)。滤液中 Ca(C103)2与 CaCl2 的物质的量之比 nCa(C103)2 : nCaClJ1 : 5(填“”、“”或“=”)(3)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(C103)2转化为KClO3，若溶液中KClO3的含量 为100gL-，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是_。CEQLS鄭議些8. (8 分)KAl (S04)212H2O (明矶)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉 罐(主要成分为A1,含有少量的
11、Fe、Mg杂质)制备明矶的过程如下图所示。回答下列问 题：叶他甘而T(1) 为尽量少引入杂质，试剂应选用(填标号)。a.HCl溶液b.H2SO4溶液c.氨水 d.NaOH溶液(2) 易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为。(3) 沉淀B的化学式为；将少量明矶溶于水,溶液呈弱酸性，其原因是。9.硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O/H2和Fe3O4 , 还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al23和Si2等)为原料制备硼酸(H3B3)的工艺流程如图所示： 铁利矿粉|硫醱汝唱过滤IT浄化除企H过睦H洽境融编H冷却界品円过濾L榊删能His淡満含横盐趾液回答下列问题：(1)
12、 写出Mg2B2O/H2O与硫酸反应的化学方程式。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有 (写出两条)。(2) 利用的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是 (化学式)。H O(3) “净化除杂”需先加2 2溶液，作用是。然后在调节溶液的pH约为5,目的是。(4) “粗硼酸”中的主要杂质是 (填名称)。NaRH(5) 以硼酸为原料可制得硼氢化钠(4 )，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为。(6) 单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程。10.无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。(1) 氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式 。Al oFe O SiO(2) 工业上用铝土矿(主要成分为23，含有e23、S2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:曲蟲AL二=二州 CaCO?1匚0丁茕7| INH NO_，用适量的 4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶,
