探討高考化學(xué)工藝流程題的特點(diǎn)及解題策略

1、探討高考化學(xué)工藝流程題的特點(diǎn)及解題策略（2013年新課標(biāo)全國(guó)1卷27）鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2）。導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時(shí)，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi+xe-=LixC6,現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。廢舊鋰離子電池放電處理拆解正極堿浸NaOH溶液過濾濾液濾渣調(diào)pH過濾濾液Al(OH)3固體酸浸H2SO4、H2O2調(diào)pH過濾濾渣濾液萃取水相（Li2SO4溶液）有機(jī)相反萃取有機(jī)相再生回用水相（CoSO4溶液）沉鈷NH4HCO3溶液過濾濾液CoCO3固體回答下列問題：（1）LiCo

2、O2中，Co元素的化合價(jià)為 。（2）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。（3）“酸浸”一般在80下實(shí)行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式 ；可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合溶液，但缺點(diǎn)是 。（4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。（5）充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時(shí)電池反應(yīng)方程式（6）上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是 。在整個(gè)回收工藝中，可回收到的金屬化合物有 （填化學(xué)式）。（2014年新課標(biāo)全國(guó)1卷27）次磷酸（H3PO2）是一種精細(xì)磷化工產(chǎn)品，具有較強(qiáng)還原性。回答下列問題： （1）H3PO2是

3、一種中元強(qiáng)酸，寫出其電離方程式 。 （2）H3PO2及NaH2PO2均可將溶液中的Ag+還原為銀，從而可用于化學(xué)鍍銀。 (H3PO2)中，P元素的化合價(jià)為 。 利用(H3PO2)實(shí)行化學(xué)鍍銀反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為41，則氧化產(chǎn)物為： （填化學(xué)式）。 NaH2PO2為 （填“正鹽”或“酸式鹽”），其溶液顯 （填“弱酸性”、“中性”或“弱堿性”）。 （3）(H3PO2)的工業(yè)制法是：將白磷(P4)與Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成PH3氣體和Ba(H2PO2)2，后者再與H2SO4反應(yīng)。寫出白磷與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式 。 （4）H3PO2也可用電滲析法制備，“四室電滲析法”

4、工作原理如圖所示（陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過）：寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式 。分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因 。早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2，將“四室電滲析法”中陽(yáng)極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去陽(yáng)極室與產(chǎn)品室之間的陽(yáng)膜，從而合并了陽(yáng)極室與產(chǎn)品室。其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有 雜質(zhì)，該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是 。（2015年新課標(biāo)全國(guó)1卷27）硼及其化合物在工業(yè)上有很多用途以鐵硼礦（主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）為原料制備硼酸（H3BO3）的工藝流程如圖所示：回答下列問題：（1）寫出Mg2B2O5H2O與硫酸反

5、應(yīng)的化學(xué)方程式 為提升浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有 （寫出兩條）（2）利用 的磁性，可將其從“浸渣”中分離“浸渣”中還剩余的物質(zhì)是 （化學(xué)式）（3）“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是 然后在調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是 （4）“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是 （填名稱）（5）以硼酸為原料可制得硼氫化鈉（NaBH4），它是有機(jī)合成中的重要還原劑，其電子式為 （6）單質(zhì)硼可用于生成具有優(yōu)良抗沖擊性能硼鋼以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化學(xué)方程式表示制備過程 （2016年北京西城一模）27（12分）以鋁土礦（主要成分是Al2O3，雜質(zhì)有SiO2、Fe2O3等）為原料，采用拜耳法生

6、產(chǎn)Al2O3的流程如下圖所示： （1）Al2O3可用于電解制Al，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是_ 。（2）調(diào)控反應(yīng)池中鈉鋁元素之比一定時(shí)，Al2O3溶于NaOH，SiO2轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。Al2O3溶于NaOH的離子方程式是_。（3）該生產(chǎn)過程中，需向沉淀池中加入X。 X 可為過量的CO2，則濾液II中主要的溶質(zhì)是_，為了使濾液II循環(huán)利用，應(yīng)補(bǔ)充的物質(zhì)是_（選填字母）；aCaO bHCl cNa2CO3 X 也可為少量Al(OH)3晶種（晶種可加速沉淀的生成），其優(yōu)點(diǎn)是_。（4）測(cè)鋁土礦中鋁元素含量：I 將m g鋁土礦樣品經(jīng)處理配成V mL溶液II 取少量該溶液用EDTA法測(cè)得該溶液中Fe3+、A

7、l3+濃度之和為a molL1III 另取少量該溶液，將Fe3+用鹽酸羥胺還原為Fe2+后，利用吸光度法測(cè)得吸光度為0.400（吸光度與Fe2+濃度對(duì)應(yīng)曲線如下圖）該鋁土礦樣品中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式是_（用字母表示）。(2013福建卷）24二氧化氯（ClO2）是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。（1）氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)ClO2方法。該法工藝原理示意圖如右。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉（NaClO3）與鹽酸反應(yīng)生成ClO2。工藝中可以利用的單質(zhì)有H2、Cl2（填化學(xué)式），發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為_。（2010安徽卷） 27.鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使回收利

8、用鋰資源成為重要課題：某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)廢舊鋰離子電池正極材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上）進(jìn)行資源回收研究，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下：（2）第步反應(yīng)的離子方程式是 。（2011廣東卷）32由熔鹽電解法獲得的粗鋁含一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去，產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用于鋼材鍍鋁。工藝流程如下：（3）在用廢堿液處理氣體A的過程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。 2013新課標(biāo)全國(guó)卷 氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級(jí)氧化鋅含有Fe()、Mn()、Ni()等雜質(zhì)的流程如下：提示：在本實(shí)驗(yàn)條件下，Ni()不能被氧化；高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2。回答下列問題

9、： (1)反應(yīng)中除掉的雜質(zhì)離子是_ ，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_；一、工藝流程模板 二、工藝流程題常見考點(diǎn)分析1、原料處理階段的常見考點(diǎn)與常見名詞加快反應(yīng)速率 攪拌：使反應(yīng)物充分接觸；固體的研磨粉碎；溶液增大濃度； 氣體增大壓強(qiáng)；適當(dāng)升高溫度溶解 水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解 酸(堿)浸：在酸溶液中反應(yīng)使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程 浸出率：固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)灼燒、焙燒、煅燒 改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解，使有機(jī)物灼燒分解 除金屬表面油污：Na2CO3溶液。2、核心反應(yīng)階段的常見考點(diǎn)基本理論: 復(fù)分解原理制備相對(duì)難溶物質(zhì)

10、、氧化還原反應(yīng)反應(yīng)原理: 化學(xué)平衡、水解（雙水解）平衡，沉淀溶解 平衡、電離平衡、電化學(xué)計(jì)算提取信息點(diǎn)3、雜質(zhì)分離階段的常見考點(diǎn)調(diào)pH值除雜 氧化Fe2+成Fe3+ ，再調(diào)節(jié)pH值，使Fe3+沉淀再過濾除去。試劑反應(yīng)除雜 可溶性的離子，加入酸、堿后變成或除去，或利用沉淀的轉(zhuǎn)化萃取溫度控制 加熱 加快反應(yīng)速率或 促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)，如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對(duì)溫度的控制。如：NaHCO3 、 H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、 HNO3(濃)等物質(zhì)。 降溫 防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解(或分解)、為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)4、產(chǎn)品提純階段

11、的常見考點(diǎn)洗滌：用(冰水、熱水、飽和A溶液、無水乙醇)洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時(shí)，應(yīng)在HCl的氣流中加熱，以防其水解。蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌 適用于溶解度隨溫度變化大的(KNO3)和帶結(jié)晶水的(CuSO45H2O)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾 適用于溶解度隨溫度變化小的(NaCl)重結(jié)晶（重復(fù)冷卻結(jié)晶）溫度的影響歸納：趁熱過濾（或冰水洗滌）的目的：防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出（或升溫時(shí)會(huì)溶解）而帶入新的雜質(zhì)；或產(chǎn)物析出而降低產(chǎn)率。冰水中反應(yīng)或降溫反應(yīng)的目的：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解或?yàn)槭蛊胶庀蛑}目要求的方向移動(dòng)反應(yīng)中采取加熱措施的作用：一般是為了加快反應(yīng)速率或加速某固體的溶解溫度控制在具體的溫度范圍內(nèi)（可用水浴或油浴來控制）：一般有以下幾個(gè)目的：1、防止某種物質(zhì)溫度過高時(shí)會(huì)分解或揮發(fā)，也可能是為了使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)出來2、使催化劑的活性達(dá)到最好3、防止副反應(yīng)的發(fā)生4、對(duì)于一些工藝來說，降溫或減壓可以減少能源成本，降低對(duì)設(shè)備的要求，達(dá)到綠色化學(xué)的要求。三、注重答案的文字?jǐn)⑹鲆?guī)范1、洗滌沉淀：往漏斗中加入蒸餾水至浸