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)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)/g34.232.831.930.7(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→操作a→过滤→洗涤→干燥。

①“酸化”步骤用醋酸调节溶液pH<5，其目的是_____________________________________；②操作a的名称______________________________________________________________。

7.（12分）以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：（1）氯化过程控制电石渣过量，在75℃左右进行。

氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应，Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2分解为CaCl2和O2。

①生成Ca(ClO)2的化学方程式为▲ 。

②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有▲ （填序号）。

A.适当减缓通入Cl2速率B.充分搅拌浆料C.加水使Ca(OH)2完全溶解（2）氯化过程中Cl2转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为6Ca(OH)2+6Cl2＝Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O氯化完成后过滤。

①滤渣的主要成分为▲ （填化学式）。

②滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比n[Ca(ClO3)2] ∶n[CaCl2] ▲ 1∶5（填“>”、“<”或“=”）。

（3）向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3，若溶液中KClO3的含量为100g▪L－1，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是▲ 。

8.（8分）KAl（SO4）2·12H2O（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①应选用___（填标号）。

a.HCl 溶液 b.H 2SO 4溶液 c.氨水 d.NaOH 溶液 （2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为________。

（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2252Mg B O H O和34Fe O ，还有少量Fe 2O 3、FeO 、CaO 、Al 2O 3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2252Mg B O H O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）“净化除杂”需先加22H O 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（4NaBH ），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_______。