无机工艺流程专题Word版

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②步反应得到的沉淀X的化学式为

________。

(2)第③步反应的离子方程式是

______________________________________。

(3)第④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③步反应中加入20.0 mL 3.0 mol·L－1的H2SO4溶液，假定正极材料中的锂经反应③和④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Fe2O

3、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)3＋Cl－

(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是____________________。

(4)

Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3开始沉淀的pH10.4 6.4－－

沉淀完全的pH12.48.0－－

开始溶解的pH－10.5－－

K sp 5.6×10－12－ 6.8×10－6 2.8×10－9

(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/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)反应①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式________________________________________________。

(2)第⑤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) ΔH<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CO2 E．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铁锂。其主要工艺流程如下。

已知：2LiAl(SiO 3)2＋H 2SO 4(浓)===========250～300 ℃

Li 2SO 4＋Al 2O 3·4SiO 2·H 2O ↓。 温度/℃ 20 40 60 80 溶解度(Li 2CO 3)/g 1.33 1.17 1.01 0.85 溶解度(Li 2SO 4)/g

34.2

32.8

31.9

30.7

(1)从滤渣Ⅰ可得到Al 2O 3，如图所示。请写出生成沉淀的离子方程式________。 滤渣Ⅰ―→溶液(含Al 3＋

)――→过量试剂a

沉淀――→灼烧

Al 2O 3 (2)滤渣Ⅱ的主要成分是______________(填化学式)。

(3)向滤液Ⅱ中加入饱和Na 2CO 3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铁锂的化学反应方程式_____________________________。 (5)磷酸亚铁锂电池总反应为FePO 4＋Li

放电充电

LiFePO 4，电池中的固体电解质可传导Li

＋

。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FeO·Cr 2O 3，还含有SiO 2、Al 2O 3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：①NaFeO 2遇水强烈水解；

②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； ③2CrO 42

－＋2H

＋

Cr 2O 72

－＋H 2O

(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)①铬铁矿经粉碎处理的目的是________________________________________________； ②写出Cr 2O 3和纯碱、氧气反应生成Na 2CrO 4的化学方程式为__________________________； ③NaFeO 2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Na 2CrO 4、NaOH 外，还含有______________________________________(填化学式)。

(4)通过途径1从Na 2CrO 4溶液获得K 2Cr 2O 7晶体，操作步骤有：“酸化”→加KCl 固体→蒸发浓缩