工业流程图题

NH4HCO3溶液
（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_________________。
全省38.3%考生这样作答： CoSO4+NH4HCO3=CoCO3↓+NH4HSO4 （×）
CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑（√）
核心反应——陌生方程式的书写
LiCoO2+H2SO4+H2O2——Li2SO4+CoSO4
水相（Li2SO4溶液） 萃取 有机相 反萃取 水相（CoSO4溶液） 有机相 再生回用
H2SO4、H2O2 滤液 沉钴 过滤 CoCO3固体
NH4HCO3溶液
（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反 应 的化学方程式______________________；
氯气、焦炭 铁屑 强酸性浸出液 （含TiO2+、Fe2+、 Fe3+、Al3+等）
1
TiO2 nH2O 富含TiO2+ 溶液
2 3
粗TiO2
4
成品 TiCl4 废气
废液
钛 铁 矿
绿矾
废渣
该工艺流程中存在的不足之处是产生三废。
（2012四川卷）29．（3）已知1 mol CH4在燃料反应器中完全反应生成气态 水时吸热160.1 kJ，1 mol CH4在氧气中 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 程式： 。 CaSO4(s)+CH4(g)=CaS(s)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=＋160.1 kJ/mol
沉淀的洗涤方法—— 加入蒸馏水（或其他溶剂）至浸没固体， 滤净，重复2~3次。
检验沉淀是否洗净的方法
分析清楚溶液中的成分—— Cl-、CO32-、SO42-、Fe3+、NH4+
生产实际
速率快、产率高、 产品纯度高 成本低、无污染 循环利用
循环利用： 箭头指回为循环
（实质就是降低成本）
NaCl
（2013— 福建卷· 24）
2LiCoO2+3H2SO4+H2O2
2H2O2 2H2O+O2↑
Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O、
（2013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。 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。
NaOH溶液 废旧 锂离子电池 放电 处理 拆解 正极碱浸 过滤 滤渣 酸浸 调pH 滤液 调pH 过滤 滤液 Al(OH)3固体 滤渣 过滤 滤液 水相（Li2SO4溶液） 萃取 有机相 反萃取 水相（CoSO4溶液） 沉钴 过滤 H2SO4、H2O2 有机相 再生回用 滤液 CoCO3固体
（6）在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有______(填化学式)。
Al(OH)3、Li2SO4、CoCO3
（2010安徽卷） 27．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：
食盐水 氯化钠 电解槽 补充Cl2
NaClO3
氯化氢 合成塔
二氧化氯 发生器
ClO2
Cl2 HCl
NaClO3+HCl——ClO2↑+H2 /Cl2↑(?)+NaCl 2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
（2010安徽卷） 27.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：
防止NH4HCO3分解（或减少Fe2+的水解）
（2010江苏卷·16） 钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有 BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]。某主要生产BaCl2、 BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流 程如下：
（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70 ℃，且不使用浓硝酸， 原因是________、______。 反应速率 物质的溶解度 防止反应速率过快 物质的热分解与挥发 浓HNO3易挥发、分解 弱离子的水解（平衡）
关注箭头的指向(聚焦局部)
前后追溯物质（放大局部） 氧化还原规律与非氧化还原规律 反应实际（物质性质、试剂量） 全面考虑
﹡﹡﹡﹡﹡建 模 ﹡﹡﹡﹡﹡
成本 核心反应 环保
原料
目标 产物
原料的 预处理 反应条件的 控制
产品的分离 提纯
原料的预处理
研磨：增大固体样品与液体（或气体）的接触 面积，加快反应速率。 （焙烧、煅烧） 灼烧： 除去可燃性的杂质（或使原料初步转化） （水浸、酸浸、碱浸） 浸出： 使原料中的**溶解（物理溶解或与浸取液 接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶 物通过过滤除去。
4 5
提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高锰酸钾的还原 产物是MnO2。 （1）反应②中除掉的杂质离子是_________，发生反应的离子 方程式为_________________； Fe2＋和Mn2＋； MnO4－＋3Fe2＋＋7H2O=MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋ 3Mn2＋＋2MnO4－＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋
（2007广东卷· 21）以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副 产品硫酸钠，工艺流程如下：氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度 变化如下图所示。回答下列问题：
（3）“冷却结晶”过程中，析出 NH4Cl晶体的合适温度为__________。 2NaCl+(NH4)2SO4=2NH4Cl↓+Na2SO4 35℃（33~40℃均可得分）
搅拌： 使反应物充分接触，增大反应（或溶解） 速率。
反应条件的控制
温度、pH、保护气
温度:
反应速率 物质的溶解度（溶解度 曲线） 物质的热分解与挥发 弱离子的水解（平衡）
反应条件的控制
温度、pH、保护气
温度: 反应速率 物质的溶解度 物质的热分解与挥发 弱离子的水解（平衡） 物质的沉淀与溶解 弱离子的水解
Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O H＋＋OH－=H2O
（2013年全国新课标卷II ）27．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(含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、 Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下：
工业ZnO 稀硫酸
1
浸出液
调pH约为5 适量高锰酸钾溶液
2
过滤
Na2CO3 过滤 煅烧 Zn 过滤 滤液 ZnO 滤液 滤饼 3
食盐水
氯化氢 电解槽 补充Cl2 氯化氢 合成塔
二氧化氯 发生器 Cl2
ClO2
CO2
食盐水
CO2 循环II 煅烧炉 Na2CO3
（2005— 上海卷· 26A）
合成氨厂
NH3 NH3
沉淀池
NaCl
母液 （提取副产品）
（2013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。 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。充电时， 该锂离子电池负极发生的反应为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）。
反应条件的控制
温度、pH、保护气
温度: 反应速率 物质的溶解度 物质的热分解与挥发 弱离子的水解（平衡） 物质的沉淀与溶解 弱离子的水解
pH：
反应条件的控制
温度、pH、保护气
温度: 反应速率 物质的溶解度 物质的热分解与挥发 弱离子的水解（平衡） 物质的沉淀与溶解 弱离子的水解
pH：
反应条件的控制
温度、pH、保护气
温度: 反应速率 物质的溶解度 物质的热分解与挥发 弱离子的水解（平衡） 物质的沉淀与溶解 弱离子的水解
pH：
保护气： 隔绝空气（主要是O2、H2O） 弱离子的水解
产品的分离提纯
过滤、结晶、蒸馏、萃取分液 过滤：趁热过滤——考虑溶解度
沉淀的洗涤——水（冰水、热水）、 有机物（乙醇、乙醚） （主要考虑溶解度） 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 止溶质与水反应生成结晶水合物。
对于提纯型的流程题，关注起始原料中的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ质 对于写全方程式尤为重要！
（2011广东卷）32．由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的 金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的 尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：
Cl2、HCl
（3）在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子 方程式为_________________________________________。
1
废旧锂离子 电池正极材料
加过量 NaOH溶液 过滤
滤液
2
通入过量CO2 沉淀X 过滤
3 加稀H2SO4
Al(OH)3
滤液 滤液
4
LiMn2O4、碳粉
通入空气 过滤
加一定量Na2CO3 过滤 Li2CO3
MnO2、碳粉
（2011福建卷） 24．四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业 材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3) 制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=－802.3 kJ/mol CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s) ΔH=？（－962.4 kJ/mol）