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- 2021-05-12 发布
重点 复习
工艺流程
2017
高考专题复习
无机工业流程
(
2013
全国新课标
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
(LiCoO
2
)
、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
＋
x
Li
＋
＋
x
e=Li
x
C
6
。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
)
。
原料预处理
分离转化
物质制备
1
、关注信息卡片：
②表格：熔沸点、溶解度、Ksp、沉淀的
PH
等；
①物质的理化性质，如易潮解、易水解、易被氧化等；
③图像：溶解度、反应速率等。
2
、答题：
①重考查方向，轻细节。
②先作答，后研题。
③注意变化前后比较，如物质种类、化合价等。
知识储备
一、原料预处理
1
、
研磨、雾化：
增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高反应
物转化率。
2
、
灼烧(煅烧)
：
①将原料转化为易提取的物质，如海带中提取碘。
知识精讲
知识精讲
②除去有机物；除去热不稳定的杂质
.
3、浸取
①
水浸
②酸
浸
原料溶解
③碱浸
M
m+
（
N
n+
、
X
x+
....
）
:
去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅
.
例：
软锰矿MnO
2
（
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO
、
SiO
2
）
硫酸
Mn
m+
（
Fe
3+
、
Al
3+
Ca
2+
......
）
过滤
滤渣（如
SiO
2
等）
过滤
滤渣
:
如
SiO
2
、
CaSO
4
.
注意：
1
、浸取→
过滤
2
、提高浸出率：
①适当增加酸的浓度。
②减小固体颗粒直径。
③适当升高温度。
H
2
O
2
MnO
2
、
MnO
4
-
Cr
2
O
7
-
Cl
2
ClO
-
KClO
3
HNO
3
Fe
3+
H
2
SO
4
（浓）
H
2
O
Mn
2+
Cr
3+
Cl
-
NO
NO
2
Fe
2+
SO
2
SO
3
2-
HSO
3
-
SO
2
Fe
2+
I
-
S
2-
HS
-
SO
4
2-
Fe
3+
I
2
S
二、分离转化
1
、物质变化关注化合价
（信息方程的书写）
2、调节PH分段沉淀
①如：
M
2+
(Fe
2+
)
：
H
2
O
2
MO
、
M(OH)
2
、
MCO
3
②
PH
：
氢氧化
Fe(OH)
3
Fe(OH)
2
Ni(OH)
2
开始沉淀的
PH
1.5
6.5
7.7
沉淀完全的
PH
3.7
9.7
9.2
调至一个范围
要除去
Ni
2+
中的
Fe
2+
，
应先加入
，再加入
，
过滤后即可得到含的
Ni
2+
母液。
H
2
O
2
Ni(OH)
2
M
2+
(Fe
3+
)
：
3、
分离方法：
②如何洗涤沉淀：
向过滤器中加蒸馏水至没过沉淀，过滤，重复
2-3
次
①
趁热过滤的目的：
防止溶质
X
降温时会大量析出。
③
冷水（乙醇）洗涤沉淀的目的：
洗去沉淀表面的离子，减少溶质
X
因
溶解而损耗。
④水洗后再用乙醇洗涤：
除去沉淀表面的水分，利于沉淀干燥。
抽滤：
加速过滤。
⑥
检验沉淀是否完全：
静止，取上层清液，加入
X
，若无沉淀，则说明
已经沉淀完全。
⑤
沉淀是否洗净：
取最后一次洗涤液，加入
X
，若无
Y
现象，则说明
沉淀已经洗净。
关键：
寻找沉淀表面易检验的离子。
1
、关注信息卡片：
②表格：熔沸点、溶解度、Ksp、沉淀的
PH
等；
①物质的理化性质，如易潮解、易水解、易被氧化等；
③图像：溶解度、反应速率等。
2
、答题：
①重考查方向，轻细节。
②先作答，后研题。
③注意变化前后比较，如物质种类、化合价等。
走进高考，感受高考
题
（
2016
，课标Ⅲ，
28
）以硅藻土为载体的五氧化二钒（
V
2
O
5
）是接触法生产硫酸的催化剂．从废钒催化剂中回收
V
2
O
5
既避免污染环境又有利于资源综合利用．废钒催化剂的主要成分为：
物质
V
2
O
5
V
2
O
4
K
2
SO
4
SiO
2
Fe
2
O
3
Al
2
O
3
质量分数
/%
2.2
～
2.9
2.8
～
3.1
22
～
28
60
～
65
1
～
2
＜
1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
回答下列问题：
（
1
）
“
酸浸
”
时
V
2
O
5
转化为
VO
2
+
，反应的离子方程式为
，
同时
V
2
O
4
转成
VO
2+
．
“
废渣
1”
的主要成分是
。
SiO
2
V
2
O
5
+2H
+
=
2VO
2
+
+H
2
O
废钒
催化剂
酸
浸
H
2
SO
4
废渣
1
浸液
氧化
中和
离子交换
洗脱
沉钒
煅烧
废渣
2
流出液
KClO
3
KOH
淋洗液
NH
4
Cl
V
2
O
5
走进高考，感受高考
题
（
2016
，课标Ⅲ，
28
）以硅藻土为载体的五氧化二钒（
V
2
O
5
）是接触法生产硫酸的催化剂．从废钒催化剂中回收
V
2
O
5
既避免污染环境又有利于资源综合利用．废钒催化剂的主要成分为：
物质
V
2
O
5
V
2
O
4
K
2
SO
4
SiO
2
Fe
2
O
3
Al
2
O
3
质量分数
/%
2.2
～
2.9
2.8
～
3.1
22
～
28
60
～
65
1
～
2
＜
1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
回答下列问题：
（
2
）
“
氧化
”
中欲使
3 mol
的
VO
2+
变为
VO
2
+
，则需要氧化剂
KClO
3
至少为
mol
．
0.5
废钒
催化剂
酸
浸
H
2
SO
4
废渣
1
浸液
氧化
中和
离子交换
洗脱
沉钒
煅烧
废渣
2
流出液
KClO
3
KOH
淋洗液
NH
4
Cl
V
2
O
5
走进高考，感受高考
题
（
2016
，课标Ⅲ，
28
）以硅藻土为载体的五氧化二钒（
V
2
O
5
）是接触法生产硫酸的催化剂．从废钒催化剂中回收
V
2
O
5
既避免污染环境又有利于资源综合利用．废钒催化剂的主要成分为：
物质
V
2
O
5
V
2
O
4
K
2
SO
4
SiO
2
Fe
2
O
3
Al
2
O
3
质量分数
/%
2.2
～
2.9
2.8
～
3.1
22
～
28
60
～
65
1
～
2
＜
1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
回答下列问题：
（
3
）
“
中和
”
作用之一是使钒以
V
4
O
12
4
﹣
形式存在于溶液中．
“
废渣
2”
中含有
。
Fe(OH)
3
和
Al(OH)
3
废钒
催化剂
酸
浸
H
2
SO
4
废渣
1
浸液
氧化
中和
离子交换
洗脱
沉钒
煅烧
废渣
2
流出液
KClO
3
KOH
淋洗液
NH
4
Cl
V
2
O
5
走进高考，感受高考
题
（
2016
，课标Ⅲ，
28
）以硅藻土为载体的五氧化二钒（
V
2
O
5
）是接触法生产硫酸的催化剂．从废钒催化剂中回收
V
2
O
5
既避免污染环境又有利于资源综合利用．废钒催化剂的主要成分为：
物质
V
2
O
5
V
2
O
4
K
2
SO
4
SiO
2
Fe
2
O
3
Al
2
O
3
质量分数
/%
2.2
～
2.9
2.8
～
3.1
22
～
28
60
～
65
1
～
2
＜
1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
回答下列问题：
（
4
）
“
离子交换
”
和
“
洗脱
”
可简单表示为：
4ROH+V
4
O
12
4
﹣
R
4
V
4
O
12
+4OH
﹣
（以
ROH
为强碱性阴离子交换树脂）．为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈
性（填
“
酸
”“
碱
”“
中
”
）．
碱
废钒
催化剂
酸
浸
H
2
SO
4
废渣
1
浸液
氧化
中和
离子交换
洗脱
沉钒
煅烧
废渣
2
流出液
KClO
3
KOH
淋洗液
NH
4
Cl
V
2
O
5
走进高考，感受高考
题
（
2016
，课标Ⅲ，
28
）以硅藻土为载体的五氧化二钒（
V
2
O
5
）是接触法生产硫酸的催化剂．从废钒催化剂中回收
V
2
O
5
既避免污染环境又有利于资源综合利用．废钒催化剂的主要成分为：
物质
V
2
O
5
V
2
O
4
K
2
SO
4
SiO
2
Fe
2
O
3
Al
2
O
3
质量分数
/%
2.2
～
2.9
2.8
～
3.1
22
～
28
60
～
65
1
～
2
＜
1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
回答下列问题：
（
5
）
“
流出液
”
中阳离子最多的是
．
K
+
废钒
催化剂
酸
浸
H
2
SO
4
废渣
1
浸液
氧化
中和
离子交换
洗脱
沉钒
煅烧
废渣
2
流出液
KClO
3
KOH
淋洗液
NH
4
Cl
V
2
O
5
走进高考，感受高考
题
（
2016
，课标Ⅲ，
28
）以硅藻土为载体的五氧化二钒（
V
2
O
5
）是接触法生产硫酸的催化剂．从废钒催化剂中回收
V
2
O
5
既避免污染环境又有利于资源综合利用．废钒催化剂的主要成分为：
物质
V
2
O
5
V
2
O
4
K
2
SO
4
SiO
2
Fe
2
O
3
Al
2
O
3
质量分数
/%
2.2
～
2.9
2.8
～
3.1
22
～
28
60
～
65
1
～
2
＜
1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
回答下列问题：
（
6
）
“
沉钒
”
得到偏钒酸铵（
NH
4
VO
3
）沉淀，写出
“
煅烧
”
中发生反应的化学方程式
．
2NH
4
VO
3
=V
2
O
5
+2NH
3
↑+H
2
O↑
废钒
催化剂
酸
浸
H
2
SO
4
废渣
1
浸液
氧化
中和
离子交换
洗脱
沉钒
煅烧
废渣
2
流出液
KClO
3
KOH
淋洗液
NH
4
Cl
V
2
O
5
走进高考，感受高考
（
2016
，新课标
Ⅰ
，
28
）
NaClO
2
是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下
:
回答下列问题：
（
1
）
NaClO
2
中
Cl
的化合价为
．
（
2
）写出
“
反应
”
步骤中生成
ClO
2
的化学方程式
．
+3
2NaClO
3
+ SO
2
+H
2
SO
4
= 2ClO
2
+ 2NaHSO
4
硫酸、
SO
2
结晶、
干燥
回收
电解
尾气
吸收
反应
食盐水
成品液
NaClO
3
NaHSO
4
ClO
2
Cl
2
NaClO
2
产品
NaOH
、
H
2
O
2
走进高考，感受高考
（
2016
，新课标，
28
）
NaClO
2
是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下
:
回答下列问题：
（
3
）
“
电解
”
所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去
Mg
2+
和
Ca
2+
，要加入的试剂分别为
、
．
“
电解
”
中阴极反应的主要产物是
．
NaOH
溶液
Na
2
CO
3
溶液
ClO
2
−
（或
NaClO
2
）
硫酸、
SO
2
结晶、
干燥
回收
电解
尾气
吸收
反应
食盐水
成品液
NaClO
3
NaHSO
4
ClO
2
Cl
2
NaClO
2
产品
NaOH
、
H
2
O
2
走进高考，感受高考
（
2016
，新课标，
28
）
NaClO
2
是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下
:
回答下列问题：
（
4
）
“
尾气吸收
”
是吸收
“
电解
”
过程排出的少量
ClO
2
．此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为
，该反应中氧化产物是
．
2:1
O
2
硫酸、
SO
2
结晶、
干燥
回收
电解
尾气
吸收
反应
食盐水
成品液
NaClO
3
NaHSO
4
ClO
2
Cl
2
NaClO
2
产品
NaOH
、
H
2
O
2
走进高考，感受高考
（
2016
，新课标，
28
）
NaClO
2
是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下
:
回答下列问题：
（
5
）
“
有效氯含量
”
可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克
Cl
2
的氧化能力．
NaClO
2
的有效氯含量为
．（计算结果保留两位小数）
1.57
硫酸、
SO
2
结晶、
干燥
回收
电解
尾气
吸收
反应
食盐水
成品液
NaClO
3
NaHSO
4
ClO
2
Cl
2
NaClO
2
产品
NaOH
、
H
2
O
2