工业流程题答题程序

1、工业流程题答题程序工业流程题答题程序设问的角度：设问的角度：1.核心的化学反应核心的化学反应2.保证达到实验目的的具体操作保证达到实验目的的具体操作3.基本化学实验理念基本化学实验理念建立建立全局意识全局意识，拿到题之后不要急于下笔，要先，拿到题之后不要急于下笔，要先浏览全题，做到心中有数。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？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）图中。（一定要标）2.浏览题目的设问，帮助你理解流程，同时有些空可直浏览题目的设问，帮助你理解流程

2、，同时有些空可直接做答。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（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）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）。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乙炔黑乙炔黑铝箔铝箔（1）LiCoO2中，中，Co元素的化合价为元素的化合价为 。（2）写出）写出“

3、正极碱浸正极碱浸”中发生反应的离子方程式中发生反应的离子方程式 。（3）“酸浸酸浸”一般在一般在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式 ；可用盐酸代替；可用盐酸代替H2SO4和和H2O2的混合液，但缺点是的混合液，但缺点是。（4）写出）写出“沉钴沉钴”过程中反应的化学方程式过程中反应的化学方程式。（5）充电过程中，发生）充电过程中，发生LiCoO2与与Li1-XCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式之间的转化，写出放电时电池反应方程式 。（6）上述工艺中，）上述工艺中，“放电处理放电处理”有利于锂在正极的回收，其原

4、因为有利于锂在正极的回收，其原因为 。在整个回。在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有收工艺中，可回收的金属化合物有（填化学式）。（填化学式）。Al(OH)3、Li2SO4、CoCO3+3（2010安徽卷）安徽卷） 27锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源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、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：实验流程如下：废 旧 锂 离 子电 池 正 极 材 料加 过 量N aO H 溶

5、液过 滤滤 液L iM n2O4、 碳 粉通 入 过 量 C O2过 滤沉 淀 X加 稀 H2SO4通 入 空 气M nO2、 碳 粉加 一 定 量 N a2C O3过 滤L i2C O31234滤 液滤 液过 滤Al(OH)3LiMn2O4碳粉碳粉铝箔铝箔（2011福建卷）福建卷） 24四氯化钛四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业是制取航天航空工业材料材料钛合金的重要原料。由钛铁矿钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是主要成分是FeTiO3)制备制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：等产品的一种工艺流程示意如下：钛铁矿T iO2 nH2O2341强 酸 性 浸 出 液（ 含 T i

6、O2+、 F e2+、F e3+、 A l3+等 ）废 渣废 液废 气富 含 T iO2+溶 液粗 T iO2成 品T iC l4绿 矾氯 气 、 焦 炭铁 屑该工艺流程中存在的不足之处是该工艺流程中存在的不足之处是产生三废产生三废。建立局部意识，建构答题模型。建立局部意识，建构答题模型。1.核心化学反应的书写方法。核心化学反应的书写方法。2.流程中的具体操作。流程中的具体操作。3.基本化学学科思想。基本化学学科思想。设问角度设问角度1.核心反应核心反应陌生方程式的书写陌生方程式的书写关注箭头的指向：关注箭头的指向：箭头指入箭头指入反应物反应物箭头指出箭头指出生成物生成物氧化还原反应：氧化还原

7、反应：熟练应用氧化还原规律判断产物形式配平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：非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际判断产物形式结合物质性质和反应实际判断产物形式（2012四川卷）四川卷）29（3）已知）已知1 mol CH4在燃料反应器中完全反应生成气态在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸热水时吸热160.1 kJ，1 mol CH4在氧气中在氧气中完全燃烧生成气态水时放热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写出空气反应器中发生反应的热化学方程式：程式： 。CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s) H=？CaSO4(s)+CH4(

8、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/mol） 氯 化 钠电 解 槽C lO2食 盐 水氯 化 氢合 成 塔二 氧 化 氯发 生 器补 充 C l2（2013福建卷）福建卷）24二氧化氯（二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。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）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。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该法工艺原理示意图如

9、右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成）与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有工艺中可以利用的单质有H2、Cl2（填化学式），发生器中生（填化学式），发生器中生成成ClO2的化学方程式为的化学方程式为_。Cl2HClNaClO3+HClClO2+H2 /Cl2(?)+NaCl2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2ONaClNaClO3（2010安徽卷）安徽卷） 27.锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源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成为重要课题

10、：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、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：实验流程如下：废 旧 锂 离 子电 池 正 极 材 料加 过 量N aO H 溶 液过 滤滤 液L iM n2O4、 碳 粉通 入 过 量 C O2过 滤沉 淀 X加 稀 H2SO4通 入 空 气M nO2、 碳 粉加 一 定 量 N a2C O3过 滤L i2C O31234滤 液滤 液过 滤（2）第步反应的离子方程式是）第步反应的离子方程式是 。Li+LiMn2O4+O2Li+MnO24LiMn2O4+O2+4H+=4Li+8MnO

11、2+2H2O滤 液滤 渣H2SO4、 H2O2过 滤A l(O H )3固 体废 旧锂 离 子 电 池放 电处 理拆 解正 极 碱 浸N aO H 溶 液调 pH滤 液酸 浸萃 取水 相 （ L i2SO4溶 液 ）有 机 相反 萃 取有 机 相再 生 回 用水 相 （ C oSO4溶 液 ）N H4H C O3溶 液沉 钴C oC O3固 体过 滤调 pH过 滤滤 渣滤 液过 滤滤 液（2013年全国新课标卷年全国新课标卷I ）27锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。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（某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）

12、，导电剂乙炔黑和铝箔等。），导电剂乙炔黑和铝箔等。（3）“酸浸酸浸”一般在一般在80下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应应 的化学方程式的化学方程式_；2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O、2H2O2 2H2O+O2 LiCoO2+H2SO4+H2O2Li2SO4+CoSO4（2013年全国新课标卷年全国新课标卷II ）27氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有含有Fe()、Mn()、Ni()等杂质等杂质)的

13、流程如下：的流程如下：滤 液稀 硫 酸过 滤2341工 业 Z nOZ nN a2C O3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Z nO5提示：在本实验条件下，提示：在本实验条件下，Ni()不能被氧化；高锰酸钾的还原不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是产物是MnO2。（1）反应中除掉的杂质离子是）反应中除掉的杂质离子是_，发生反应的离子，发生反应的离子方程式为方程式为_；Fe2和和Mn2；MnO43Fe27H2O=MnO23Fe(OH)35H3Mn22MnO42H2O=5MnO24H滤 液滤 渣H2SO4、 H2O2过 滤A l(O H )3固

14、体废 旧锂 离 子 电 池放 电处 理拆 解正 极 碱 浸N aO H 溶 液调 pH滤 液酸 浸萃 取水 相 （ L i2SO4溶 液 ）有 机 相反 萃 取有 机 相再 生 回 用水 相 （ C oSO4溶 液 ）N H4H C O3溶 液沉 钴C oC O3固 体过 滤调 pH过 滤滤 渣滤 液过 滤滤 液（2013年全国新课标卷年全国新课标卷I ）27锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。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（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。），导电剂乙炔黑和铝箔等。（4）写出）写出“沉钴沉钴

15、”过程中发生反应的化学方程式过程中发生反应的化学方程式_。CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2（） 全省全省38.3%考生这样作答：考生这样作答： CoSO4+NH4HCO3=CoCO3+NH4HSO4 （）设问角度设问角度2：流程中涉及的具体的操作流程中涉及的具体的操作增大固体样品与液体（或气体）的接触增大固体样品与液体（或气体）的接触面积，加快反应速率。面积，加快反应速率。原料的预处理原料的预处理浸出：浸出：研磨：研磨：（水浸、酸浸、碱浸）（水浸、酸浸、碱浸）使原料中的使原料中的*溶解（物理溶解或与浸取液溶解（物理溶解或与浸取液接触反应），可溶性离子

16、进入溶液，不溶接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。物通过过滤除去。灼烧灼烧： （焙烧、煅烧）（焙烧、煅烧）除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）除去可燃性的杂质（或使原料初步转化）搅拌：搅拌： 使反应物充分接触，增大反应（或溶解）使反应物充分接触，增大反应（或溶解）速率。速率。（2015石家庄二模）稀土是一种不可再生的战略性资源石家庄二模）稀土是一种不可再生的战略性资源，被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（射线管（CRT）荧光粉中提取稀土元素钇（）荧光粉中提取稀土元素钇（Y）的工艺流程如）的工艺流

17、程如下：下： 废 弃 C R T荧 光 粉0.8m ol/L盐 酸滤 液滤 渣5m ol/L盐 酸 , 预 处 理氨 水D D T C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 M g2+)滤 渣Y2O3IIIIIIIVVV I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）： 成分成分含量含量/%Y2O3ZnOAl2O3PbO2MgO 预处理前预处理前24.2841.827.811.670.19预处理后预处理后68.515.424.335.430.50（1）步骤I中进行原料预处理的目的为_。反应条件的控制反应条件的控制温度温度:反

18、应速率反应速率物质的溶解度（溶解度曲线）物质的溶解度（溶解度曲线）物质的热分解与挥发物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）弱离子的水解（平衡）温度、温度、pH、保护气、保护气C O2(g)过 滤反 应 I反 应 II反 应 III反 应 IVF eSO4溶 液N H4H C O3溶 液C O2(g)H2(g)稀 硫 酸过 滤K C lK2SO4(s)N H4C l溶 液(N H4)2S2O8溶 液F eC O3(s)空 气 中 煅 烧F e2O3(s)（2009江苏卷江苏卷 16）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料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，

19、原料的综合利用率较生产硫酸钾、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：高。其主要流程如下：FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O （3）反应）反应需控制反应温度低于需控制反应温度低于35 ，其目的是，其目的是_。防止防止NH4HCO3分解（或减少分解（或减少Fe2+的水解）的水解）反应速率反应速率物质的溶解度物质的溶解度物质的热分解与挥发物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）弱离子的水解（平衡）（2010江苏卷江苏卷 16） 钡盐行业生产中排出大量的钡泥钡盐行业生产中排出大量的钡泥主要含有主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3

20、、Ba(FeO2)2等等。某主要生产。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流，其部分工艺流程如下：程如下：（2）酸溶时通常控制反应温度不超过）酸溶时通常控制反应温度不超过70 ，且不使用浓硝酸，且不使用浓硝酸，原因是原因是_、_。防止反应速率过快防止反应速率过快浓浓HNO3易挥发、分解易挥发、分解 反应速率反应速率物质的溶解度物质的溶解度物质的热分解与挥发物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）弱离子的水解（平衡）温度温度:反应速率反应速率物质的溶解度物质的溶解度物质的热分解与挥发物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）弱

21、离子的水解（平衡）温度、温度、pH、保护气、保护气pH：物质的沉淀与溶解物质的沉淀与溶解弱离子的水解弱离子的水解反应条件的控制反应条件的控制温度温度:反应速率反应速率物质的溶解度物质的溶解度物质的热分解与挥发物质的热分解与挥发弱离子的水解（平衡）弱离子的水解（平衡）温度、温度、pH、保护气、保护气pH：物质的沉淀与溶解物质的沉淀与溶解弱离子的水解弱离子的水解保护气：保护气：隔绝空气（主要是隔绝空气（主要是O2、H2O）弱离子的水解弱离子的水解反应条件的控制反应条件的控制产品的分离提纯产品的分离提纯过滤、结晶、蒸馏、萃取分液过滤、结晶、蒸馏、萃取分液过滤：过滤：趁热过滤趁热过滤考虑溶解度考虑溶解

22、度沉淀的洗涤沉淀的洗涤水（冰水、热水）、水（冰水、热水）、 有机物（乙醇、乙醚）有机物（乙醇、乙醚） （主要考虑溶解度）（主要考虑溶解度）降低因溶质的溶解而引起的损耗；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。止溶质与水反应生成结晶水合物。沉淀的洗涤方法沉淀的洗涤方法 加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体，加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体， 滤净，重复滤净，重复23次。次。检验沉淀是否洗净的方法检验沉淀是否洗净的方法分析清楚溶液中的成分分析清楚溶液中的成分 Cl-、CO32-、SO42-、Fe3+、NH4+结晶：

23、结晶：蒸发结晶蒸发结晶蒸发浓缩、冷却结晶蒸发浓缩、冷却结晶蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶重结晶重结晶CuSO45H2O、ZnSO47H2O、CaBr26H2O、 Al2(SO4)318H2O2012上海卷上海卷除去除去CuSO45H2O中含有的中含有的Cu(NO3)22009广东卷广东卷除去除去Mg(ClO3)2中含有的中含有的NaCl2007广东卷广东卷除去除去NH4Cl中含有的中含有的Na2SO4NaCl题型示例题型示例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选项目的目的分离方法分离方法原理原理A分离溶

24、于水的碘分离溶于水的碘乙醇萃取乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大碘在乙醇中的溶解度较大B分离乙酸乙酯和乙醇分离乙酸乙酯和乙醇分液分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同乙酸乙酯和乙醇的密度不同C除去除去KNO3固体中混杂的固体中混杂的NaCl重结晶重结晶NaCl在水中的溶解度很大在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚除去丁醇中的乙醚蒸馏蒸馏丁醇与乙醚的沸点相差较大丁醇与乙醚的沸点相差较大分离分离NaCl和和KNO3的混的混合物合物设问角度设问角度3：基本化学理念基本化学理念生产实际生产实际速率快、产率高、速率快、产率高、产品纯度高产品纯度高成本低、无污染成本低、无污染循环利用循环利用（必修（必修2课本课本P10

25、6，根据，根据1997年高考试测题改编）年高考试测题改编）“卤块卤块”的主要成分是的主要成分是MgCl2，此外还含，此外还含Fe3+、Fe2+和和Mn2+等离子。若以它等离子。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，请根据表量不含杂质，而且成本较低，请根据表1和表和表2提供的资料，填写空白。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 物表表1 生

26、成氢氧化物沉淀的生成氢氧化物沉淀的pH表表2 原料价格表原料价格表物质物质开始沉淀开始沉淀沉淀完全沉淀完全物质物质价格（元价格（元吨吨-1 ）Fe(OH)32.73.7漂液（含漂液（含25.2%NaClO） 450Fe(OH)27.6 9.6双氧水（含双氧水（含30%H2O2）2 400Mn(OH)28.39.8烧碱（含烧碱（含98%NaOH）2 100Mg(OH)29.611.1纯碱（含纯碱（含99.5%Na2CO3） 600Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为Fe3+，生成，生成Fe(OH)3沉淀除去。沉淀除去。？

27、Mg2+Fe3+Fe2+Mn2+Mg2+Fe3+Mn2+Mg2+Fe(OH)3、Mn(OH)2漂液漂液烧碱烧碱纯碱纯碱滤 液滤 渣H2SO4、 H2O2过 滤A l(O H )3固 体废 旧锂 离 子 电 池放 电处 理拆 解正 极 碱 浸N aO H 溶 液调 pH滤 液酸 浸萃 取水 相 （ L i2SO4溶 液 ）有 机 相反 萃 取有 机 相再 生 回 用水 相 （ C oSO4溶 液 ）N H4H C O3溶 液沉 钴C oC O3固 体过 滤调 pH过 滤滤 渣滤 液过 滤滤 液（2013年全国新课标卷年全国新课标卷I ）27锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。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