发布时间 : 星期日 文章(word完整版)2018版高考化学一轮总复习第三章金属及其化合物专题讲座无机化学工艺流程题的解题策略更新完毕开始阅读ebc1ef2e094e767f5acfa1c7aa00b52acfc79c94
回答下列问题：
(1)写出Mg2B2O5·H2O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H2O2溶液，作用是__________________ ______________________________________________________。 然后再调节溶液的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(NaBH4)，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的硼钢。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___________
_____________________________________________________。
解析：B和Al是同主族元素，参考Al的性质推断B及其化合物的性质。可通过搅拌矿粉、升高温度提高浸出率。Fe3O4有磁性，SiO2与硫酸不反应存留于浸渣中，而氧化钙和硫酸反应的产物硫酸钙没有除去；加H2O2溶液使二价铁转化为三价铁，然后调节pH使三价铁和铝离子形成氢氧化物除去，根据最后过滤后得到含镁盐母液推断；根据元素成键规律可知硼氢化钠电子式，根据题给信息和氧化还原反应规律可知2H3BO3＋3Mg===3MgO＋2B＋3H2O。
△
答案：(1)Mg2B2O5·H2O＋2H2SO4===== 2MgSO4＋2H3BO3 搅拌矿粉、升高温度 (2)Fe3O4 SiO2和CaSO4
(3)氧化溶液中的Fe 除去溶液中的Al和Fe (4)(七水)硫酸镁
2＋
3＋
3＋
5
(6)2H3BO3＋3Mg===3MgO＋2B＋3H2O
【例2】 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)。
－
回答下列问题：
(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为________。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_____________ ______________________________________________________。
(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________________________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是___________________________
______________________________________________________。 (4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_____________ ______________________________________________________。
(5)充放电过程中发生LiCoO2与Li1－xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式______________________________________
______________________________________________________。 (6)上述工艺中“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是 _____________________________________________________。
在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有______________(填化学式)。
解析：(1)在LiCoO2中，由于Li的化合价为＋1，O的化合价为－2，根据化合价为零的规则，可知Co的化合价为＋3。
(2)在“正极碱浸”的条件下，正极材料中的铝箔和NaOH溶液发生反应：2Al＋2OH＋2H2O===2AlO2＋3H2↑。
(3)在酸性条件下H2O2既有氧化性又有还原性，在酸浸过程中有H2O2的分解反应：
－
－
6
△2H2O2===== 2H2O＋O2↑；另外H2O2具有还原性，＋3的Co可以将H2O2氧化，反应为：2LiCoO2△＋3H2SO4＋H2O2===== Li2SO4＋2CoSO4＋O2↑＋4H2O，用盐酸代替硫酸和H2O2，在反应过程中盐酸被氧化，会有氯气产生，污染环境。
(4)在CoSO4溶液中加入NH4HCO3，然后过滤得到CoCO3，说明沉钴过程中生成碳酸钴沉淀，根据原子守恒可得反应为CoSO4＋2NH4HCO3===CoCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑。
(5)充放电过程中，同一个电极的反应类型相反，在充电时发生反应：6C＋xLi＋xe
－
－
===LixC6，碳元素化合价降低属于还原反应；则放电时LixC6是反应物，生成C，发生氧化反应，而Li1－xCoO2与LiCoO2相比，Li1－xCoO2中钴的价态较高，可知Li1－xCoO2为反应物，电极反应为：Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C。
(6)考查了原电池原理。在锂离子电池中Li做负极，在放电过程中失电子变成Li从负极脱出，进入溶液经过电解质溶液移向正极。根据流程图可知在整个回收工艺中，回收到的金属化合物有Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4。
答案：(1)＋3
(2)2Al＋2OH＋2H2O===2AlO2＋3H2↑
△△－
(3)2LiCoO2＋3H2SO4＋H2O2=====Li2SO4＋2CoSO4＋O2↑＋4H2O、2H2O2=====2H2O＋O2↑ Cl 被氧化生成Cl2污染环境
(4)CoSO4＋2NH4HCO3===CoCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑ (5)Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C
(6)Li从负极脱出，经电解液向正极移动并进入正极材料中 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4
1．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：
＋
－
－
＋
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。 回答下列问题：
(1)反应②中除掉的杂质离子是________，发生反应的离子方程式为______________________________________________________
______________________________________________________； 在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是__________
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______________________________________________________。
(2)反应③的反应类型为____________，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有________。
(3)反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是________________________________________________________
______________________________________________________。
(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2。取干燥后的滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品8.1 g。则x等于________。
解析：从分析整个流程图入手，明确每步发生的反应，从而解决相关问题。 (1)在反应②中，通过调节溶液的pH，高锰酸钾能将溶液中的Fe氧化为Fe，将Mn
＋
2＋
3＋
2
氧化为MnO2而除去；若开始溶液的pH过低，Fe、Mn将很难生成沉淀而除去。 (2)第一次过滤后的滤液中含有的阳离子有Zn、Ni、H等，加入锌后可将Ni置换出
2＋
2＋
＋
2＋2＋
来，故滤渣中还含有金属镍。
(3)反应④生成的沉淀为ZnCO3，同时生成Na2SO4，若沉淀未洗涤干净，洗涤液中应含有SO4和Na，故只要对洗涤液中是否含有SO4进行检验即可。
(4)煅烧过程中ZnCO3、Zn(OH)2均发生分解反应生成ZnO，根据关系式ZnCO3·xZn(OH)2～125＋99x11.2 g(x＋1)ZnO，可得＝，故x＝1。
81（x＋1）8.1 g
答案：(1)Fe和Mn MnO4＋3Fe＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H、2MnO4＋3Mn＋2H2O===5MnO2↓＋4H 铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质
(2)置换反应 镍
(3)取少量水洗液于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净
(4)1
2．(2016·安阳模拟)“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。下面是几家工厂利用废气、废液、废渣联合生产化肥硫酸铵的工艺。
＋
2＋
2＋
－
2＋
＋
－
2＋
2－
＋
2－
请回答下列问题：
(1)操作②为________________。
(2)工业合成氨的化学方程式为__________________________。 (3)沉淀池中生成硫酸铵的化学方程式为____________________
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