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文档简介
1、2021年,广东、江苏、河北、湖南、辽宁、湖北、重庆、福建八省市第三批进入新高考。1月23日-25日,八省市进行了高考前模拟考试。研究本次命题对于2021届高三备考具有积极意义。青岛市高中化学教研组织全市高三骨干教师分专题对本次考试进行专题分析项目研究,成果共享,共同为2021届高考助力。整体评价试题评析思维模型变式训练模型运用PART 01命题视角主要是最新化工生产涉及物质系列提纯与制备。涉命题视角主要是最新化工生产涉及物质系列提纯与制备。涉及的考查角度是多方面的,难度较大。及的考查角度是多方面的,难度较大。分离提纯型工艺流程题多以矿物、各种废弃物为原料,经过分离提纯型工艺流程题多以矿物、各
2、种废弃物为原料,经过各种处理,除去杂质获得有价值的产品。例如:各种处理,除去杂质获得有价值的产品。例如:1.1.【湖北【湖北T19T19】、】、2.2.【江苏【江苏T14T14】4.4.【重庆【重庆T15T15】5.5.【广东【广东T18T18】6.6.【河【河北北T17T17】7.7.【辽宁【辽宁T16T16】8.8.【福建【福建T11T11】。物质制备类型例如:物质制备类型例如:3.3.【湖南【湖南T16T16】PART 021.【湖北T19】某化学兴趣小组通过查阅文献,设计了从某厂阳极泥(成分为Cu、Ag2Se、Au、Pt)中回收贵重金属的工艺,其流程如下图所示 回答下列问题:(1)写出
3、“焙烧”时,生成SeO2的化学反应方程式_(2)“滤液”中的金属阳离子有_;“酸浸氧化”中通入氧气的目的是_、_(3)“酸溶”时Pt、Au分别转化为PtCl62-和AuCl4-,写出溶解的离子方程式_(4)可从“有机层”回收的金属是_实验室“萃取分液”的玻璃仪器有_、_(5)电解NH4Au(SO3)2溶液回收Au的阴极反应式_。【答案】 (1). 2Ag2Se+3O2=2SeO2+2Ag2O (2). Cu2+、Ag+ 氧化可能存在的Cu、SeO2防止硝酸产生的NO排放到空气中污染空气(3). 2Au+3Cl2+2Cl-=2AuCl4- (4). Pt 烧杯、分液漏斗 (5). Au3+3e-
4、=Au【原题解析】该题目以阳极泥的提取有用的物质为情景的工艺流程,类似于除杂、提纯的流程。确定阳极泥的成分为Cu、Ag2Se、Au、Pt,通入氧气焙烧得CuO、Ag2O、SeO2、Au、Pt,Se以SeO2形式除去,烧渣成分为CuO、Ag2O、Au、Pt;将烧渣酸浸氧化,CuO、Ag2O溶解,滤液为硝酸铜、硝酸银溶液,滤渣为Au、Pt;酸溶时,Au、Pt转化为AuCl4-、PtCl62-,用磷酸三丁酯萃取-分液,得到H2PtCl6的有机溶液,水层为HAuCl4-(aq),加入KOH、(NH4)2SO3转化为NH4Au(SO3)2。原料的成份流程的目的1.【湖北T19】某化学兴趣小组通过查阅文献
5、,设计了从某厂阳极泥(成分为Cu、Ag2Se、Au、Pt)中回收贵重金属的工艺,其流程如下图所示 回答下列问题:(1)写出“焙烧”时,生成SeO2的化学反应方程式_(2)“滤液”中的金属阳离子有_;“酸浸氧化”中通入氧气的目的是_、_(3)“酸溶”时Pt、Au分别转化为PtCl62-和AuCl4-,写出溶解的离子方程式_(4)可从“有机层”回收的金属是_实验室“萃取分液”的玻璃仪器有_、_(5)电解NH4Au(SO3)2溶液回收Au的阴极反应式_。【详解】(1)“焙烧”时,Ag2Se被氧气氧化生成SeO2和Ag2O,反应的化学反应方程式为2Ag2Se+3O2=2SeO2+2Ag2O;(2)由分
6、析可知“滤液”中的金属阳离子有Cu2+、Ag+;烧渣中可能还含有Cu、SeO2,与硝酸直接反应会产生NO有毒气体,因此“酸浸氧化”中通入氧气的目的1是氧化可能存在的Cu、SeO2;目的2防止硝酸产生的NO排放到空气中污染空气;通入氧气的目的1难以想全氧化可能存在的物质。(3)“酸溶”时Pt、Au分别转化为PtCl62-和AuCl4-,则Au溶解的离子方程式为2Au+3Cl2+2Cl-=2AuCl4-;(4)由分析可知,可从“有机层”回收的金属是Pt;实验室“萃取分液”的玻璃仪器有烧杯;分液漏斗;(5)电解NH4Au(SO3)2溶液回收Au的阴极反应式为Au3+3e-=Au。 审题干审题干第一步
7、:第一步: 明目的明目的原料的成分:原料的成分:CuCu、AgAg2 2SeSe、AuAu、PtPt流程的目的:流程的目的:回收贵重金属的工艺回收贵重金属的工艺【解答指导】【解答指导】通入氧气焙烧得CuO、Ag2O、SeO2、Au、Pt,Se以SeO2形式除去,烧渣成分为CuO、Ag2O、Au、Pt;将烧渣酸浸氧化,CuO、Ag2O溶解,滤液为硝酸铜、硝酸银溶液,滤渣为Au、Pt;酸溶时,Au、Pt转化为AuCl4-、PtCl62-.用磷酸三丁酯萃取-分液,得到H2PtCl6的有机溶液,水层为HAuCl4-(aq).加入KOH、(NH4)2SO3转化为NH4Au(SO3)2。第二步:审流程信息
8、第二步:审流程信息得结论得结论 第三步:审设问第三步:审设问得答案得答案(1)写出“焙烧”时,生成SeO2的化学反应方程式_(2)“滤液”中的金属阳离子有_;“酸浸氧化”中通入氧气的目的是_、_(3)“酸溶”时Pt、Au分别转化为PtCl62-和AuCl4-,写出溶解的离子方程式_(4)可从“有机层”回收的金属是_实验室“萃取分液”的玻璃仪器有_、_(5)电解NH4Au(SO3)2溶液回收Au的阴极反应式_。(1)“焙烧”时,Ag2Se被氧气氧化生成SeO2和Ag2O,反应的化学反应方程式为2Ag2Se+3O2=2SeO2+2Ag2O;(2)由分析可知“滤液”中的金属阳离子有Cu2+、Ag+;
9、烧渣中可能还含有Cu、SeO2,与硝酸直接反应会产生NO有毒气体,因此“酸浸氧化”中通入氧气的目的1是氧化可能存在的Cu、SeO2;目的2防止硝酸产生的NO排放到空气中污染空气;通入氧气的目的1难以想全氧化可能存在的物质。(3)“酸溶”时Pt、Au分别转化为PtCl62-和AuCl4-,则Au溶解的离子方程式为2Au+3Cl2+2Cl-=2AuCl4-;(4)由分析可知,可从“有机层”回收的金属是Pt;实验室“萃取分液”的玻璃仪器有烧杯;分液漏斗;(5)电解NH4Au(SO3)2溶液回收Au的阴极反应式为Au3+3e-=Au。2.【江苏T14】(15分)皮革厂的废水中含有一定量的氨氮(以形NH
10、3、NH4+式存在),通过沉淀和氧化两步处理后可使水中氨氮达到国家规定的排放标准.(1)沉淀:向酸性废水中加入适量Fe2(SO4)3溶液,废水中的氨氮转化NH4Fe3(SO4)2(OH)6为沉淀.该反应的离子方程式为_ _.废水中氨氮去除率随PH的变化如图-1所示,当1.3PH1.8时,氨氮去除率随PH升高而降低的原因是_. 【答案】 (1). pH有所增大,氢氧根离子浓度增大,不利于NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀生成,则氨氮去除率随pH升高而降低 【详解】(1) 向酸性废水中,氨气或铵离子、铁离子、硫酸根离子和水反应,生成NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀,该反应的离子方程式为当
11、1.3pH1.54后,总氮去除率下降的原因是_.【答案】(2).或 氧化剂次氯酸不稳定,温度升高受热分解 次氯酸钠投加量过大,导致污水中部分氨氮氧化为其它价态例如硝酸根离子,则总氮去除率下降. (2)NaClO具氧化性,废水中的氨氮呈-3价,被氧化转化为N2,还原产物为氯化钠,则该反应的离子方程式为当温度大于30时,废水中氨氮去除率随着温度升高而降低,其原因是氧化剂次氯酸不稳定,温度升高受热分解。当n(ClO-)/n(氨氮)1.54后,次氯酸钠投加量过大,导致污水中部分氨氮氧化为其它价态例如硝酸根离子,则总氮去除率下降。 【详解】【答案】 (1). NH3 CO2 (2). 水浴加热 (3).
12、 取最后一次洗涤液少量于试管,向试管中加入稀盐酸,再加入氯化钡,若有白色沉淀则未洗净,若无沉淀则已洗净 【详解】(1)根据题意,尿素CO(NH2)2在加热条件下与水发生水解反应即CO(NH2)2H2O= CO22NH3,因此放出NH3和CO2两种气体;故答案为:NH3;CO2。(2)“晶化”过程中,需保持恒温60,温度在100以下,因此采用的加热方式为水浴加热;故答案为:水浴加热。(3)“洗涤”过程中,检验滤饼是否洗净,主要检验洗涤液中是否还含有硫酸根,因此常用方法是取最后一次洗涤液少量于试管,向试管中加入稀盐酸,再加入氯化钡,若有白色沉淀则未洗净,若无沉淀则已洗净;故答案为:取最后一次洗涤液
13、少量于试管,向试管中加入稀盐酸,再加入氯化钡,若有白色沉淀则未洗净,若无沉淀则已洗净。 。 。【答案】【详解】 。【详解】模块模块考点内容考点内容化学反应原化学反应原理部分理部分(1)反应速率的影响因素(水浸、酸浸、碱浸、研磨、煅烧)反应速率的影响因素(水浸、酸浸、碱浸、研磨、煅烧)(2)结合电化学考查电极反应式的书写)结合电化学考查电极反应式的书写(3)结合)结合Ksp考查相关的知识考查相关的知识无机和实验无机和实验部分部分(1)常见酸、碱、盐、氧化物的性质)常见酸、碱、盐、氧化物的性质(2)方程式的书写(离子方程式和化学方程式)方程式的书写(离子方程式和化学方程式)(3)氧化还原反应规律的
14、应用)氧化还原反应规律的应用(4)化学反应的定量计算)化学反应的定量计算(5)结合实验考查相关的操作)结合实验考查相关的操作(6)结合图像或信息分析原因)结合图像或信息分析原因PART 03明确原料的成分明确流程的目的寻找信息在流程中的作用寻找信息与某问的对应关系明确三线:主线产物,分支到产物,回线为循环产物结合设问的问题细审流程中的转化原理,找出进料物质(反应物)和出去的物质(生成物)的主要产物和副产物明确答什么,答的问题与哪步流程有关,考查了什么知识等等PART 044.【重庆T15】碳酸锶(SrCO3)是一种重要的工业原料,广泛用于生产锶铁氧体磁性材料。一种以菱锶矿(含8090% SrC
15、O3,少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下:Sr(OH)2在水中的溶解度温度/10203040608090100溶解度/(g/100g)1.251.772.643.958.4220.244.591.2(1)元素Sr位于元素周期表第_周期第_族(2)菱锶矿、焦炭混合粉碎的目的是_。(3)“立窑煅烧”中SrCO3与焦炭反应的化学方程式为_。进行煅烧反应的立窑衬里应选择_(填“石英砂砖”或“碱性耐火砖”) 五 A 增大接触面积,加快反应速率,提高原料的转化率SrCO3+2C高温Sr+3CO 碱性耐火砖 (4)“浸取”中用热水浸取而不用冷水的原因是_;滤渣1含有焦炭、
16、Ca(OH)2和_。(5)“沉锶”中反应的化学方程式为_。(6)锶铁氧体是由锶和铁的氧化物组成的复合磁性材料。某种锶铁氧体(xSrOyFe2O3)中Sr与Fe的质量比为0.13,则yx为_(取整数)。为了增大氢氧化锶的浸取率,减少杂质氢氧化钙的溶解 MgO6Sr(OH)2+ HCO3- +NH =SrCO3+H2O+NH3H2O 该题以工业菱锶矿(含8090% SrCO3,少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等)与焦炭经过粉碎后立窑煅烧,转化成Sr、氧化钙等物质,加入热水,将不溶于热水的氧化镁等杂质除去,再加入稀硫酸后,除去钡离子,结晶后析出了氢氧化锶晶体,氢氧化锶和碳酸氢铵反应最终转化成碳
17、酸锶, 4.【重庆T15】碳酸锶(SrCO3)是一种重要的工业原料,广泛用于生产锶铁氧体磁性材料。一种以菱锶矿(含8090% SrCO3,少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下:原料的成份流程的目的菱锶矿、焦炭混合粉碎,可增大接触面积,加快反应速率,提高原料的转化率。“立窑煅烧”中SrCO3与焦炭反应生成Sr和CO,MgCO3、CaCO3、BaCO3也分解生成对应的氧化物。“浸取”中用热水浸取,结合信息为了增大氢氧化锶的浸取率,减少杂质氢氧化钙的溶解,;加入稀硫酸除钡。结晶可以得到氢氧化锶晶体。“沉锶”中,氢氧化锶和水,碳酸氢铵反应生成了碳酸锶。 PART 05
18、铬合金具有高硬度、耐腐蚀特性,广泛应用于精密仪器制造,由高碳铬铁合金废料粉末制取铬的简单流程如下:已知:CrH2SO4=CrSO4H2。请回答下列问题:(1)稀硫酸酸浸过程中,提高“浸出率”的措施有_(写一条即可)。(2)用纯碱调节溶液酸度,若纯碱过量,则可能导致的后果是_,副产物中两种主要物质的化学式为_。(3)加入草酸发生反应的离子方程式为_;利用铝热反应冶炼铬的化学方程式为_ 。(4)向滤液中通入空气,加入氨水后发生反应的化学方程式为_ 。(5)已知高碳铬铁废料中铁铬元素质量之比为1413。上述流程中铁元素转化为草酸亚铁的利用率为80%。废料中提取金属铬的总转化率为95%,如果得到草酸亚
19、铁晶体(FeC2O42H2O)的质量为18.00 t,则可以冶炼铬的质量为_t(结果保留1位小数)。(1)加热、搅拌、适当提高稀硫酸的浓度加热、搅拌、适当提高稀硫酸的浓度(任写一条,合理即可任写一条,合理即可)(2)Cr2、Fe2水解或沉淀水解或沉淀Na2SO4、(NH4)2SO4(3)Fe2H2C2O42H2O=FeC2O42H2O2HCr2O32AlAl2O32Cr(4)4CrSO4O28NH3H2O2H2O=4Cr(OH)34(NH4)2SO4 (5)6.2PART 04 已知:常温下,浸出液中各离子的浓度及其开始形成氢氧化物沉淀的pH见表1。金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金
20、属离子的百分数)见表2。表1金属离子浓度及开始沉淀的pH 表2金属离子的萃取率(1)Ga2(Fe2O4)3中Ga的化合价为_,“浸出”时其发生反应的离子方程式为_。(2)滤液1中可回收利用的物质是_,滤饼的主要成分是_ ;萃取前加入的固体X为_。(3)Ga与Al同主族,化学性质相似。反萃取后,镓的存在形式为_ (填化学式)。(4)电解过程包括电解反萃取液制粗镓和粗镓精炼两个步骤。精炼时,以粗镓为阳极,以NaOH溶液为电解液,阴极的电极反应为_。(5)GaN可采用MOCVD (金属有机物化学气相淀积)技术制得:以合成的三甲基镓为原料,使其与NH3发生系列反应得到GaN和另一种产物,该过程的化学方
21、程式为_。(6)滤液1中残余的Ga3+的浓度为_ molL-1 (写出计算过程)。金属离子浓度(molL-1)开始沉淀pHFe2+1.010-38.0Fe3+4.010-21.7Zn2+1.55.5Ga3+3.010-33.0金属离子萃取率(%)Fe2+0Fe3+99Zn2+0Ga3+97-98.5 +3价 Fe2O42-+8H2Fe3+4H2O硫酸锌 Fe(OH)3、Ga(OH)3FeNaGaO2GaO +3e+2H2OGa+4OHGa(CH3)3+NH33CH4+GaN3.010-10.25.【广东T18】综合利用炼锌矿渣(主要含铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4)获得3种
22、金属盐,并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓(GaN),部分工艺流程如下:该题以工业炼锌矿渣用稀硫酸酸浸后所得滤液中含有亚铁离子、铁离子、锌离子、Ga3+,加入双氧水氧化亚铁离子,调节pH5.4,沉淀铁离子和Ga3+,滤液1中含有锌离子。得到的滤饼加入盐酸酸化得到氯化铁和氯化镓,加入固体铁把铁离子转化为亚铁离子,然后利用萃取剂萃取Ga3+,加入氢氧化钠溶液使Ga3+转化为NaGaO2,电解NaGaO2溶液生成单质Ga。 PART 05答案:(2019全国卷 节选)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素
23、)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:相关金属离子c0(Mn)0.1 molL1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:(1)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是_。(2)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为_6之间。(3)“除杂1”的目的是除去Zn2和Ni2,“滤渣3”的主要成分是_。(4)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2。若溶液酸度过高,Mg2沉淀不完全,原因是_。(5)写出“沉锰”的离子方程式_。(6)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为2、3、4。当xy1/3 时,z_(1)将Fe2氧化为Fe3(
24、2)4.7(3)NiS和ZnS(4)F与H结合形成弱电解质HF,MgF2 Mg22F平衡向右移动(5)Mn22HCO=MnCO3CO2H2O(6) 1/3PART 046.【河北T17】 合理利用工厂烟灰,变废为宝,对保护环境具有重要意义。以某钢铁厂烟灰(主要成分为ZnO,并含少量的CuO、MnO2、Fe2O3等)为原料制备氧化锌的工艺流程如下:回答下列问题:(1)“浸取”工序中加入过量氨水的目的:使ZnO、CuO溶解,转化为Zn(NH3)42+和Cu(NH3)42+配离子;_。(2)ZnO转化反应的离子方程式为_。(3)“除杂”工序中,反应的离子方程式为_。(4)滤渣的主要成分有_(填化学式
25、),回收后可用作冶金原料。(5)“蒸氨沉锌”工序中,“蒸氨”是将氨及其盐从固液混合物中蒸出,相应的化学方程式为_, 蒸出物冷凝吸收后得到的碳化氨水可返回_工序循环使用。(6)从碱式碳酸锌得到氧化锌的工序名称为_。(7)将滤渣用H2SO4溶液处理后得到_溶液和_固体(均填化学式)。使MnO2、Fe2O3沉淀除去ZnO+2NH3H2O+2NH4+ =Zn(NH3)42+3H2OZn+Cu(NH3)42+=Cu+Zn(NH3)42+Zn、CuZn(NH3)4(HCO3)2 4NH3+Zn(HCO3)2 浸出煅烧 Fe2(SO4)3 MnO2该题是以处理工业烟灰为背景首先用NH4HCO3和氨水浸取烟灰
26、,将锌元素转化为Zn(NH3)42+络离子,将Cu元素转化为Cu(NH3)42+络离子,MnO2、Fe2O3不发生反应进入滤渣中;加入锌粉可以将Cu(NH3)42+全部置换出来得到滤渣中含有Zn及Cu,然后经蒸氨沉锌Zn(NH3)4(HCO3)2反应变为NH3和Zn(HCO3)2,然后加入碱式碳酸锌与Zn(HCO3)2混合,高温煅烧得到氧化锌。PART 05 二硫化钨(WS2,其中W的化合价为4)可用作润滑剂,还可以在石油化工领域中用作催化剂。由钨铁矿(其主要成分是FeWO4,还含少量Al2O3)制备二硫化钨的工艺流程如图所示:(1)FeWO4中铁元素的化合价为_。(2)FeWO4在“熔融”过
27、程中发生反应的化学方程式为_;“熔融”过程中为了提高熔融速率,可采取的措施有_(写出一条即可)。(3)过量CO2通入粗钨酸钠溶液中发生反应的离子方程式为_,操作中用作引流的玻璃仪器是_。(4)生成二硫化钨的化学方程式为2(NH4)2WS43O22WS24NH32S2SO22H2O,若反应中转移8 mol电子,则生成WS2的质量是_g。(1)2 (2)4FeWO4O28NaOH 2Fe2O34Na2WO44H2O 粉碎矿石(或搅拌等)(3)AlO2-CO22H2O=Al(OH)3HCO3- 玻璃棒 (4)248PART 047.【辽宁T16】高锰酸钾生产过程中产生的废锰渣(主要成分为MnO2、K
28、OH、MgO和Fe2O3)可用于制备MnSO4晶体,工艺流程如下:该工艺条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金属离子Fe3+Fe2+Mn2+Mg2+开始沉淀pH2.107.459.279.60完全沉淀pH3.208.9510.8711.13回答以下问题:(1) MnSO4中阴离子的空间构型为_。(2)提高“反应”速率可采取的措施是_ (除“加热”外,任写一种), 滤渣A的主要成分为_(填化学式)。(3) “反应”中硫铁矿(FeS2)的作用为_。答案:(1) 正四面体 (2) 适当增加硫酸的浓度 MnO2 (3)将MnO2还原为Mn2+2224424 323MnO +2FeS +6
29、H SO =3MnSO +4S+Fe (SO ) +6H O(4)“反应”的离子方程式为_。(5)“调pH”步骤中,应调节pH不低于_。(6)取0.1510 g MnSO4固体,溶于适量水中,加硫酸酸化,用过量NaBiO3(难溶于水)将其完全氧化为MnO4,过滤,洗涤,洗涤液并入滤液后,加入0.5360 g Na2C2O4固体,充分反应后,用0.0320 mol/L KMnO4溶液滴定,用去20.00 mL,计算样品中MnSO4的质量分数_(保留三位有效数字)。答案:(4) (5) 3.20 (6) 98.0%2+3+2+222Fe +MnO +4H =2Fe +Mn+2H O2+3+2+22
30、2Fe +MnO +4H =2Fe +Mn+2H O(6)此处采用间接测定法测MnSO4的含量。根据题意,与由样品产生的 反应的 物质的量 = 总的 的物质的量 滴定消耗 的物质的量。其中,加入的Na2C2O4的物质的量为 =0.004mol。据方程式可知,剩余的 的物质的量为0.0016mol,由此得与由样品产生的 反应的 物质的量为0.004-0.0016=0.0024mol,即样品中MnSO4的物质的量为0.0098mol,其质量分数为 =98.0%,故填98.0%。-4MnO2-24C O2-24C O2-24C Om0.5360g=M134g/mol+-2-2+42422=2MnO
31、+5C O +16H2Mn+10CO+8H O2-24C O0.00098 151100%0.15102-24C O-4MnO 该题从现代锰冶金中选材,以MnSO4晶体的制备流程为载体,考查了物质结构、典型物质化学性质、氧化还原反应、调节pH沉淀除杂及间接法测定纯度等常见知识点,对学生知识获取能力群、思维认知能力群要求较高。 以制备硫酸锰、碳酸锰为目的的工艺流程题目,在近几年的高考题和模拟试题中多次出现,例如,2020山东省化学等级考第16题、2019新课标第26题,还有本次八省市模考中有两题也以锰元素为载体,值得认真分析总结。8.【福建T11】废旧锂离子电池经处理得到的正极活性粉体中含有Li
32、2O、NiO、Co2O3、MnO2、Fe、C、Al、Cu等。采用以下工艺流程可从废旧锂离子电池中分离回收钴、镍、锰,制备正极材料的前驱体(NiCO3CoCO3MnCO3)。回答下列问题:(1)“酸浸”温度为85,粉体中的钴(以Co2O3表示)还原浸出的化学方程式为 ,H2O2的用量比理论用量多一倍的原因是 。(2)除铁时需将溶液的pH调至3左右,加入的化合物X是 (填化学式)。(3)除铜时获得萃余液的操作名称是 。回答下列问题:(4)除铝时反应的离子方程式为 。 萃余液中Co2+的浓度为0.33molL-1,通过计算说明,常温下除铝控制溶液pH为4.5,是否造成Co的损失? (列出算式并给出结
33、论)已知:(KspCo(OH)2=5.910-15)(5)从滤液中可提取 (任写一种)用作 。答案:(1) Co2O3 + H2O2 + 2H2SO4 =2CoSO4 +O2+3H2O H2O2受热分解(2) NaOH (3) 分液(4) Al3+ + 3NH3H2O =Al(OH)3 +3NH4+ Q= KspCo(OH)2=5.910-15,不会造成Co的损失(5) 锂、电池原料 或者 (NH4)2SO4 、化肥解析:(1)“酸浸”时加入H2O2,使粉体中的钴(以Co2O3表示)还原浸出,因此,Co2O3做氧化剂,H2O2做还原剂,化学方程式为Co2O3+2H2SO4+H2O2=2CoSO4+O2+3H2O。“酸浸”温度较高为85,且溶液中的Cu2+、Fe3+对过氧化氢分解有催化作用,所以H2O2的用量比理论用量多;(2)“除铁”时需将溶液的pH调高,从产物化学式分析,应引入含钠离子的碱性物质,故加入的化合物X是氢氧化钠,化学式为NaOH;(3)萃取后分离萃出液、萃余液的操作名称是分液;(4)“除铝”时加入氨水,Al3+生成Al(OH)3沉淀,离子方程式为Al3+3NH3 H2O=Al(OH)3+3NH4+ 。萃余液中Co2+
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