无机工艺流程专题
精品文档---下载后可任意编辑 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。某讨论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)进行资源回收讨论,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)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为________。 Mg(OH)2 Zn(OH)2 MgCO3 CaCO3 开始沉淀的pH - - 沉淀完全的pH - - 开始溶解的pH - - - Ksp ×10-12 - ×10-6 ×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(SiO3)2+H2SO4(浓)Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓。 温度/℃ 20 40 60 80 溶解度(Li2CO3)/g 溶解度(Li2SO4)/g (1)从滤渣Ⅰ可得到Al2O3,如图所示。请写出生成沉淀的离子方程式________。 ―→Al2O3 (2)滤渣Ⅱ的主要成分是______________(填化学式)。 (3)向滤液Ⅱ中加入饱和Na2CO3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FePO4+LiLiFePO4,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·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等杂质。工业上常采纳固体碱熔氧化法用铬铁矿粉制备重铬酸钾,流程为 已知:①NaFeO2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; ③2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O (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Cr2O3和纯碱、氧气反应生成Na2CrO4的化学方程式为__________________________; ③NaFeO2水浸时强烈水解生成氢氧化铁沉淀,离子方程式为_______________