无机工艺流程专题

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(limn 2o4、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_。(2) 第 步 反 应 的 离 子 方 程 式 是_ 。(3) 第步反应后，过滤li 2 co3 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limn 2 o4 的质量为18.1 g，第步反应中加入20.0 ml 3.0mol l 1 的 h2so4 溶液，假定正极材料中的锂经反

2、应和完全转化为li 2co3，则至少有_gna2co3 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 znco 3，并含少量的 fe2o3、 feco3、mgo 、cao 等，生产工艺流程示意如下：(1) 将菱锌矿研磨成粉的目的是 _ 。(2) 完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：fe(oh) 2_=fe(oh) 3cl(3) 针铁矿 (goethite) 是以德国诗人歌德 (goethe)名字命名的， 组成元素是量为 89，化学式是 _。(4) 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fe、o 和 h，化学式_。

3、mg(oh)2开始沉淀的 ph10.4沉淀完全的 ph12.4开始溶解的 phksp125.6 10zn(oh) 2mgco 36.48.010.5 6.8 106caco3 92.8 10(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znco 3 的质量分数不低于_。3、已知 h2cro4 是一种强酸， s(cacro4) 17 g/100 g h 2o。下图是工业上以铬酸钠为原料制备铬酸酐的流程。(1) 反应中通入nh 3 与

4、 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式_ 。(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式_ 。(4) 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：.(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) 4co2(g)h0，该反应

5、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h2o2溶液和碳酸锌精制， 加入 h 2o2 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3转化为红褐色沉淀，写出该反应的化学方程式：fe_ 。5、磷酸亚铁锂 (lifepo 4)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(sio 3)2(含少量 ca2、mg 2 的盐 )、炭粉等为原料生产磷

6、酸亚铁锂。 其主要工艺流程如下。已知： 2lial(sio250300 2h 2o。3)2 h 2so4(浓 )=li 2so4 al 2o34sio温度 /20406080溶解度 (li 2co3)/g1.331.171.010.85溶解度 (li 2 so4)/g34.232.831.930.7(1)从滤渣可得到al 2o3，如图所示。请写出生成沉淀的离子方程式_。滤渣 溶液 含 al 3过量试剂 a灼烧 沉淀 al 2o3(2)滤渣的主要成分是 _( 填化学式 )。(3) 向 滤 液 中 加 入 饱 和 na2co3溶 液 ， 过 滤 后 ， 用 “ 热 水 洗 涤 ” 的 原 因 是.

7、_ 。(4)写出在高温下制得磷酸亚铁锂的化学反应方程式_ 。(5)磷酸亚铁锂电池总反应为放电lifepo ，电池中的固体电解质可传导lifepo li 充电44。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 _。6铬铁矿的主要成分的化学式为feocr2 o3，还含有 sio 2、al 2o3 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；重铬酸钾为橙红色针状晶体，溶于水，不溶于乙醇，有强氧化性；2cro 2 2h

8、 cr o2 h o4272(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是_。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_ 。(3) 滤 液1的 成 分 除na2cro4 、 naoh外 ， 还 含 有_( 填化学式 )。(4) 通过途径 1 从 na2cro4 溶液获得 k 2cr2 o7 晶体，操作步骤有： “酸化”加 kcl 固体蒸发浓缩操作 a过滤洗涤干燥。

9、“酸化” 步骤用醋酸调节溶液 ph、”“ 或”“ =）”。（3）向滤液中加入稍过量kcl 固体可将 ca(clo 3)2 转化为 kclo 3，若溶液中kclo 3 的含量 1kclo 3 固体的方法是。为 100g?l ，从该溶液中尽可能多地析出8.（ 8 分）kal （ so4） 212h2o（明矾）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 al ，含有少量的 fe、 mg 杂质）制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：（1）为尽量少引入杂质，试剂应选用_（填标号）。a.hcl 溶液b.h 2so4 溶液c.氨水d.naoh 溶液（ 2）易拉罐溶解过程中主要反应

10、的化学方程式为_。（ 3）沉淀 b 的化学式为 _；将少量明矾溶于水， 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mg 2b2 o5 gh 2o 和 fe3o 4 ，还有少量fe2o3、feo、cao、al 2o3 和 sio 2 等) 为原料制备硼酸(h 3bo 3)的工艺流程如图所示：回答下列问题：（ 1）写出 mg 2b2o 5 gh 2o 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）。（3）

11、“净化除杂 ”需先加 h 2o2 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）。（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（nabh 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为。（ 2）工业上用铝土矿（主要成分为al 2o3 ，含有 fe2o 3 、 sio2 等杂质）制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：已知

12、：物质sicl 4alcl 3fecl 3fecl2沸点 / 57.6180（升华）300（升华）1023 步骤中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是（只要求写出一种） 。 步骤中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是。 已知：（） al 2 o3 (s)+3c(s)=2al(s)+3co(g)h 1 =+1344.1kjmol -1（） 2alcl 3 (g)=2al(s)+3cl 2 (g)h 2 =+1169.2kjmol-1由 al 2o 3 、c 和 cl 2 反应生成 alcl 3 的热化学方程式为。 步骤经冷却至室温后，气体用足量的naoh 冷溶液吸收，生

13、成的盐主要有3 种，其化学式分别为_。 结合流程及相关数据分析，步骤中加入铝粉的目的是。11七铝十二钙 （ 12caog7al 2o3 )是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主要含 caco3和 mgco 3 )和废铝片制备七铝十二钙的工艺如下：（1）煅粉主要含 mgo 和，用适量的nh 4 no 3 溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，若溶液中c(mg 2+ ) 小于 510 6 mol gl 1，则溶液 ph 大于_ （ mg(oh) 2 的k sp =5 10 12，) ；该工艺中不能用 (nh 4)2so4 代替 nh 4no 3，原因是（2）滤液中的阴离子有（忽略杂质成分的影响） ；

14、若滤液中仅通入co2，会生成，从而导致 caco3 产率降低。（3）用 naoh 溶液可除去废al 片表面的氧化膜，反应的离子方程式为。.（4）电解制备al(oh) 3 时，电极分别为 al 片和石墨，电解总反应方程式为。（5）一种可超快充电的新型铝电池，充放电时alcl 4-和 al 2cl 7-两种离子在al 电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极al 的电极反应式为。12 为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以 fe23存在）转变成重要的工业原料4（反应条件略）ofeso活化硫铁矿还原 fe2+的主要反应为：fes2 +7f

15、e2 (so4 )3 +8h 2 o=15feso4 +8h 2so4 ，不考虑其他反应，请回答下列问题：（1）第步 h 2so4 与 fe2o3 反应的离子方程式是。（2）检验第步中fe2+是否完全还原，应选择（填字母编号） 。a.kmno 4 溶液b. k 2fe(cn) 4 溶液c.kscn 溶液（3）第步加feco3 调溶液 ph 到 5.8 左右，然后再第vi 步通入空气使溶液ph 降到 5.2，此时 fe2+ 不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液ph 降低的原因是。（4） feso4 可转化为feco3， feco3 在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。（5）已知25，

16、 101kpa 时： 4fe(s)+3o 2 (g)=2fe 2o3 (s)h =-1648kj/molc(s)+o 2 (g)=co 2 (g)h =-393kj/mol2fe(s)+2c(s)+3o 2 (g)=2feco 3 (s)h =-1480kj/molfeco3 在空气中加热反应生成fe2o3 的热化学方程式是。（6）加入烧渣中的铁全部视为fe2o3，其含量为50% 。将 a kg 质量分数为 b%的硫酸加入到c kg 烧渣中浸取，铁的浸取率为96% ，其他杂质浸出消耗掉饿硫酸以及调ph 后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程，第步应加入feco3kg。1答案 (1)al

17、(oh) 3(2)4limn o2=8mno 2 4li 2h2o2o4 4h(3) 烧杯、漏斗、玻璃棒玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘 (其他合理答案均可 )(4)6.4( 或 6.36)2 答案： (1)增大反应物接触面积或增大反应速率(或使反应更充分 )(2) 2 fe(oh)2 1clo 1 h 2o= 2 fe(oh)3 1 cl (3)feo(oh)(4)8.0 ph10.4(5)bd(6)蒸发浓缩冷却结晶(7)125m2/81m13 答案： (1)nh 3氨气在水中的溶解度远大于二氧化碳，先通入氨气产物的量较多2nh 32co 2 na 2cro4

18、 2h2o=2nahco3 (nh4)2cro4(2) 不可以酸溶时要形成硫酸钙沉淀析出，而氯化钙不沉淀(3)2nh 4 cao=ca22nh 3 h2o(4)nh 34 答案： (1)焦炭燃烧放热，提供反应所需的温度；提高重晶石的利用率c4 co2a(3)bas znso 4=baso4 zns(2)k c4 co(4)2fe2 h 2 23 2h2oo2h =2fe.fe2(so4)3 3znco 33h 2o=3znso 4 2fe(oh) 3 3co2 5 答案：(1)al3 3nh 3o=al(oh)(其他合理答案也可 ) (2)mg(oh)、caco23423h 3nh(3)li

19、co3的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少lico的损失223高温 e=lifepo(4)2fepo423 2c= 2lifepo4 3co (5)fepo li li co441.4 g高温6 (1)a(2) 增大反应物的表面积，加快反应速率 2cr2o3 3o2 4na2co3 4na2cro 4 4co 2(4)f 使 2cro42 2h2o72 h2尽量将 cro42转化为cro 的平衡向正反应方向移动，cre22 o7冷2h却结2o=fe(oh)晶 3 oh(3)naalo 2、na 2sio 37.（ 12 分）（ 1） 2cl2 2ca(oh) 2=ca(clo) 2 cacl 2 2h 2o； ab（2） caco3、 ca(oh) 2；（3）蒸发浓缩、冷却结晶9（ 14 分）（1） mg 2 b2o5 gh 2o2h 2 so4 2h 3bo32mgso4（ 2 分）提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径（2 分）（2） fe3o4sio2 和 caso4（ 1分， 2 分，共 3 分）（3）将 fe2氧化成 fe3使 fe3与 al 3形成氢氧化物沉淀而除去（每空 1 分，共 2