鋰離子電池正極材料鈷酸鋰LiCoO2導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等課件

1、1【2017新課標(biāo)1卷】（14分）Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)）來(lái)制備，工藝流程如下：回答下列問(wèn)題：（1）“酸浸”實(shí)驗(yàn)中，鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知，當(dāng)鐵的浸出率為70%時(shí)，所采用的實(shí)驗(yàn)條件為_(kāi)。（2）“酸浸”后，鈦主要以 形式存在，寫(xiě)出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式_。（3）TiO2xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40 min所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示：溫度/3035404550TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率%9295979388分析40 時(shí)TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因_。（4）Li2Ti5O15中Ti

2、的化合價(jià)為+4，其中過(guò)氧鍵的數(shù)目為_(kāi)。（5）若“濾液”中， 加入雙氧水和磷酸（設(shè)溶液體積增加1倍），使 恰好沉淀完全即溶液中 ，此時(shí)是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？ （列式計(jì)算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為 。（6）寫(xiě)出“高溫煅燒”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式_ 2、【2016新課標(biāo)1卷】NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來(lái)漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下：回答下列問(wèn)題：（1）NaClO2中Cl的化合價(jià)為_(kāi)。（2）寫(xiě)出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式_。（3）“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時(shí)，為除去Mg2+和Ca2+，要加入的試劑分別為

3、_、_?！半娊狻敝嘘帢O反應(yīng)的主要產(chǎn)物是_。（4）“尾氣吸收”是吸收“電解”過(guò)程排出的少量ClO2。此吸收反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是_。（5）“有效氯含量”可用來(lái)衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為_(kāi)。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))3、【2015新課標(biāo)1卷】（14分）硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。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(wèn)題：（1）寫(xiě)出Mg2B

4、2O5H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_。為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度濃度外，還可采取的措施有_（寫(xiě)出兩條）。（2）利用 的磁性，可將其從“浸渣”中分離?！敖敝羞€剩余的物質(zhì)是_（寫(xiě)化學(xué)式）。（3）“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是_。然后再調(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(chēng)）。（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_(kāi)。（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(guò)程_。陌生信息的提取和應(yīng)用物料走向主要步驟主要操作條件及操作標(biāo)注全面工藝流程圖的感

5、性認(rèn)識(shí)和加工分析和解決（解答）化學(xué)實(shí)際問(wèn)題的能力考生提取以下信息會(huì)順利解題本題特色和方向無(wú)機(jī)化工流程題解題初探1、高考考什么（1）呈現(xiàn)形式：流程圖、表格、圖像（2）設(shè)問(wèn)方式：措施、成分、物質(zhì)、原因（3）能力考查：獲取信息的能力、分解問(wèn)題的能力、表達(dá)能力（4）知識(shí)落點(diǎn)：基本理論、元素化合物、實(shí)驗(yàn) 綜上所述，無(wú)機(jī)工業(yè)流程圖題能夠以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題指導(dǎo)思想，能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識(shí)及將已有知識(shí)靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中解決問(wèn)題的能力。所以近年來(lái)高考該類(lèi)型題持續(xù)出現(xiàn)。一、 解題方法62、無(wú)機(jī)化工流程試題常常在哪些地方設(shè)問(wèn)？ 反應(yīng)速率與平衡理論的運(yùn)用；氧化還原反應(yīng)的判斷、方

6、程式書(shū)寫(xiě)；利用控制pH分離除雜；利用溶解度分離；常用的分離方法、實(shí)驗(yàn)操作；流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)；綠色化學(xué)評(píng)價(jià)等。 7 3、工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心 原料預(yù)處理除雜、凈化產(chǎn)品分離提純反應(yīng)條件控制原料循環(huán)利用排放物的無(wú)害化處理規(guī)律: 主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。核心考點(diǎn)：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、 生產(chǎn)條件的控制84、解答無(wú)機(jī)化工流程試題的程序 此類(lèi)試題的題干通常包括文字說(shuō)明、工藝（實(shí)驗(yàn)）流程以及供參考的數(shù)據(jù)（以表格、圖像等呈現(xiàn)）。首先要通過(guò)閱讀文字說(shuō)明，清楚試題背景是工業(yè)生產(chǎn)還是實(shí)驗(yàn)室研究，準(zhǔn)確抓住工藝（實(shí)驗(yàn)）的目的是什么，還提供了哪些信息（原料成分？含量？產(chǎn)品成分？從用途能看出什

7、么性質(zhì)？）。然后整體瀏覽一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段。接下來(lái)可以先看看設(shè)問(wèn)，使下一步的深入分析重點(diǎn)更明確。然后再帶著質(zhì)與量的意識(shí)具體分析各個(gè)化學(xué)過(guò)程（必要時(shí)才使用參考數(shù)據(jù)），組織語(yǔ)言回答設(shè)問(wèn)。 9例1、（2013年全國(guó)新課標(biāo)卷I ）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）。湖南平均分：2.49分原料：預(yù)處理：分離：核心化學(xué)反應(yīng)是： 鋰離子電池正極材料鈷酸鋰(LiC

8、oO2)、導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等放電、拆解、堿浸控制溶液酸堿性、加入萃取劑、碳酸氫銨等通過(guò)過(guò)濾、萃取、反萃取等操作使金屬離子形成沉淀或溶液而分離。控制條件，調(diào)節(jié)pH，使AlO2全部沉淀為Al(OH)3，Li+形成Li2SO4，CoO2中鈷元素轉(zhuǎn)化為CoCO3。流程分析11工業(yè)流程題目在流程上一般分為3個(gè)過(guò)程：原料處理分離提純獲得產(chǎn)品二、做好常見(jiàn)考點(diǎn)的整理、歸納1.原料處理階段的常見(jiàn)考點(diǎn)：加快反應(yīng)速率 溶解浸出 灼燒焙燒煅燒 反應(yīng)條件控制2.分離提純階段的常見(jiàn)考點(diǎn)：調(diào)pH值除雜 試劑除雜 加熱降溫母液（濾液）結(jié)晶 萃取123.獲得產(chǎn)品階段的常見(jiàn)考點(diǎn)：洗滌（冰水、熱水、特殊試劑等） 蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣

9、體氛圍（抑制水解） 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾 重結(jié)晶完整流程：結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥或結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥、灼燒、冷卻4.其他常見(jiàn)考點(diǎn)：方程式 實(shí)驗(yàn)儀器計(jì)算 信息點(diǎn) 13專(zhuān)項(xiàng)突破：二價(jià)金屬離子與碳酸鹽或碳酸氫鹽反應(yīng)生成沉淀的離子方程式通式二價(jià)金屬離子與可溶性碳酸鹽反應(yīng)生成堿式碳酸鹽2M2+2CO32-+H2O=M2(OH)2CO3+CO2二價(jià)金屬離子與可溶性碳酸氫鹽反應(yīng)生成碳酸鹽M2+2HCO32-=MCO3+CO2+H2O二價(jià)金屬離子與可溶性碳酸氫鹽反應(yīng)生成堿式碳酸鹽2M2+4HCO32-=M2(OH)2CO3+3CO2+H2O145. 熟悉工業(yè)流程常見(jiàn)的操作與名詞（1）原料

10、的預(yù)處理：溶解：灼燒煅燒 通常用酸溶。如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等。也有用堿溶的。如從海帶中提取碘如煅燒高嶺土、煅燒鋁土礦等改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解。并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解15（2）控制反應(yīng)條件的方法控制溶液的酸堿性使其某些金屬離子形成氫氧化物沉淀pH值的控制。例如：已知下列物質(zhì)開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH如下表所示若要除去Mn2溶液中含有的Fe2，應(yīng)該怎樣做？物質(zhì)開(kāi)始沉淀沉淀完全Fe(OH)3 2.73.7Fe(OH)2 7.69.6Mn(OH)2 8.39.816調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿(mǎn)足兩點(diǎn)： a 、能與H反應(yīng)，使溶液pH增大； 或能與OH反應(yīng)，使溶液pH減小。 b

11、、不引入新雜質(zhì)。 例如： 若要除去Cu2溶液中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH值。 17蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍加熱的目的降溫反應(yīng)的目的趁熱過(guò)濾冰水洗滌 加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng) 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)防止某物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗防水解、氧化等18(3)常見(jiàn)名詞浸出：浸出率：酸(堿)浸：水洗：水浸：萃取與反萃?。?固體加水（酸或堿）溶解得到離子固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)在酸(堿)溶液中反應(yīng)使某些金屬或化合物以金

12、屬離子形式進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去的溶解過(guò)程通常為除去水溶性雜質(zhì)與水接觸反應(yīng)或溶解M2+2RH MR2+2H+19反饋練習(xí)：二氧化鈰（CeO2）是一種重要的稀土氧化物平板電視顯示屏生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì)）某課題組以此粉末為原料回收鈰，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如圖：（1）洗滌濾渣A的目的是為了除去 （填離子符號(hào)），檢驗(yàn)該離子是否洗凈的方法是 。（2）第步反應(yīng)的離子方程式是 ，濾渣B的主要成分是 。Fe3+、Cl- 取最后一次洗滌液，加入KSCN溶液，若不出現(xiàn)紅色，則已洗凈，反之，未洗凈；6H+H2O2+2CeO2=2Ce3+O2 +4H2O SiO2 20（3）萃取是分離稀土元素的常用方法已知化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從