2022年高三化学第二轮复习铝及其化合物工业流程题教学案印刷版 .pdf

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1、学习必备欢迎下载教师孙法军班级高三（ 3） 、高三（ 5）上课时间学科化学年级高三课时数（总 6 课时）第五课时课题2014-2015 高三化学第二轮复习- 铝及其化合物工业流程题（1）1 （ 16 分）废旧锂离子电池的正极材料（主要含有LiCoO2及少量 Al、Fe 等）可用于回收钴、锂，实验方法如下：已知： Fe3+开始沉淀pH= 2.7, 完全沉淀pH= 3.2; Al3+开始沉淀pH=3.8,完全沉淀pH= 5.2; Co2+完全沉淀 pH=9.15（1）在上述溶解过程中，S2O32-被氧化成SO42-，LiCoO2在溶解过程中反应的化学方程式为_ ，氧化剂是 _。（2）在上述除杂过程

2、中，通入空气的作用是_。通入空气和加入NaOH 溶液后发生的离子方程式和 _ 废渣的主要成分是Al (OH)3和_。（3）“ 沉淀钴 ” 和“ 沉淀锂 ” 的离子方程式分别为_、_ 。（4）该工艺可回收的副产品是_（写化学式） 。2.（广东 2013.32）银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下的：（1）电解精练银时，阴极反应式为_ ;滤渣 A 与稀 HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为_ 。（2）固体混合物B 的组成为生成固体 B 的过程中，余姚控制NaOH 的加入量，若NaOH 过量，则因过量引起的反应的离子方程式为。（3

3、）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：。（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg 废料中的铜可完全转化为mol CuAlO2，至少需要 1.0molL-1的 Al2(SO4)3溶液L. (5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作时、过滤、洗涤和干燥。3.( 广东 2014，32.16 分）石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2（7.8%） 、Al2O3（5.1%） 、Fe2O3（3.1%）和 MgO （ 0.5%）等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7

4、 页学习必备欢迎下载（注： SiCl4的沸点为57.6 ，金属氯化物的沸点均高于150）（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是_ _ 。（2）高温反应后， 石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体 I 中的碳氧化物主要为_，由气体 II 中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_ 。（3）步骤为：搅拌、_、所得溶液IV 中的阴离子有_。（4）由溶液IV 生成沉淀V的总反应的离子方程式为_ ，100kg 初级石墨最多可获得V的质量为 _kg。（5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图19 防腐示意图，并作相应标注。4.(广东 2010，32.16 分）碳酸锂广泛应用于陶

5、瓷和医药等领域.以-锂辉石（主要成分为Li2OAl2O34SiO2）为原料制备 Li2CO3的工艺流程如下：已知： Fe3、Al3、Fe2和 Mg2以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的 pH 分别为 3.2、5.2、9.7 和 12.4；Li2SO4、LiOH和 Li2CO3在 303 K 下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g 和 1.3 g。（1）步骤 I 前，-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_ 。（2）步骤 I 中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li、 SO24，另含有 Al3、Fe3、Fe2、 Mg2、Ca2、Na等杂质，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - -

6、 - - - - -第 2 页，共 7 页学习必备欢迎下载需在搅拌下加入_（填“石灰石” 、 “氯化钙”或“稀硫酸” ）以调节溶液的pH 到 6.06.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。（3）步骤II中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有_。（4）步骤 III 中，生成沉淀的离子方程式为_ 。（5）从母液中可回收的主要物质是_。5.( 广东 2011，32.16 分）由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下：（注： NaCl 熔点为 801； AlCl3

7、在 181升华）（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为和（2）将 Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为（4）镀铝电解池中，金属铝为极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4和 Al2Cl7形式存在，铝电极的主要电极反应式为（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是。6.(2015 广一模， 3216 分）软锰矿的主要成分为MnO2，还含有

8、 Fe2O3、MgO 、Al2O3、CaO 等杂质，工业上用软锰矿制取 MnSO4 H2O 的流程如下：已知： Fe3+、Al3+、Mn2+和 Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH 分别为 3.2、5.2、10.4、12.4；温度高于 27时， MnSO4的溶解度随温度的升高而逐渐降低。（1）“浸出”过程中MnO2转化为 Mn2+的离子方程式为_ 。（2）“浸出”过程中Fe2O3转化为 Fe3+和 Fe2+，相关反应的离子方程式为_ 软锰矿浸出H2SO4、 SO2浸出渣第 1 步除杂先加 H2O2，再调 pH 至 56 第 2 步除杂滤渣 1 滤渣 2 物质 A 蒸发浓缩趁热过滤MnS

9、O4 H2O 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页学习必备欢迎下载_ 。（3） “滤渣 1”的主要成分是_， “调 pH 至 56”所加的试剂是_ （填“石灰水”或“稀硫酸”）。（4）根据下表数据，选择“第2 步除杂”所加的物质A（由一种阳离子和一种阴离子组成），物质A 的化学式为_。阴离子Ksp阳离子CO32FOHCa2+5.0 1091.5 10104.7 106Mg2+3.8 1067.4 10115.6 1012Mn2+2.2 10115.3 1032.1 1013Zn2+1.2 10103.0 1026.9

10、1017（5）采用“趁热过滤”操作的原因是_ _ 。7.（2014 广一模， 32.16 分）某地煤矸石经预处理后含SiO2（63%） 、Al2O3（25%） 、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：（ 1 ）“ 酸 浸 ” 过 程 中 主 要 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _ 、_ 。（2） “酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_、_。（3）物质 X 的化学式为 _（2 分） 。 “碱溶”时反应的离子方程式为_ 。（4）已知 Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH 分别为 2.1 和 3.2， Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH 分别为 4.1 和 5.4。为了获 得

11、 产 品Al(OH)3， 从 煤 矸 石 的 盐 酸 浸 取 液 开 始 ， 若 只 用CaCO3一 种 试 剂 ， 后 续 操 作 过 程 是_ 。（5）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl3溶液中不断通入HCl 气体，可析出大量AlCl3 6H2O 晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：_ _ 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页学习必备欢迎下载反思精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页

12、学习必备欢迎下载答案1 （1）（ 3 分）（2分）（2）将正二价铁元素氧化成正三价（2 分）4Fe2 + + O2 + 2H2O + 8OH= 4Fe(OH)3 （3 分）Fe(OH)3（2 分）（3）Co22OHCo(OH)2 （1 分）2LiCO32Li2CO3 （1 分）（4）Na2SO4（2 分）2.（1）AgAge2NO+O2=2NO2（ 2）3Al OH和CuO3+22Al+4OHAlO2H O（3）4，2，4，O2； （4）50 25； （ 5）蒸发、浓缩、冷却、结晶。3 (1)排出装置内的空气，防止石墨被O2氧化 (1 分) (2) CO (1 分 )；SiCl4+6NaOH

13、Na2SiO3+4NaOH+3H2O(2 分 ) (3)过滤 (1 分)；AlO2- 、OH-、 Cl-(3 分) (4) AlO2- + 2H2O + CH3COOC2H5CH3COO- + C2H5OH + Al(OH)3(3 分)； 7.8(2 分) (5) (3 分) 4.（16 分） （1）增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率。（2）石灰石（3）Fe2+、Mg2+、Ca2+ （4）2Li+ + CO32 Li2CO3 （5） Na2SO45. （1）2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe 4Al+3SiO2=3Si+ 2Al2O3（2）H2、AlCl3；NaCl。(3)Cl

14、2+2OH=Cl+ClO+H2O(4)阳极；阳极： Al-3e-=Al3+、 （阴极： 4Al2Cl7+3e- = 7AlCl4+Al ）(5) 铝在空气中易形成一层极薄的致密而坚固的氧化膜，它能阻止氧化深入内部，起到防腐保护作用6. 7. 32 （16 分）（1）Al2O3+6H+=2Al3+3H2O ； Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O （4分，每个2分）（2）盐酸的浓度、反应温度、煤矸石颗粒大小、是否充分搅拌、反应时间（任写两个）（4分，每个2分）（3）CO2； Al(OH)3 +OH=AlO2+2H2O （4分，每个2分）（4）加入 CaCO3调节 pH 到 3.2，过滤除去Fe(OH) 3后，再加入CaCO3调节 pH 到 5.4，过滤得到Al(OH) 3 （2 分）（5）AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡：AlCl3 6H2O(s)Al3+(aq) +3Cl(aq) +6H2O(l)，通入 HCl 气体使溶液中 c(Cl)增大，平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3晶体。（2 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页学习必备欢迎下载精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页