鋰離子電池正極材料鈷酸鋰LiCoO2導電劑乙炔黑和鋁箔等課件

1、1【2017新課標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)）來制備，工藝流程如下：回答下列問題：（1）“酸浸”實驗中，鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知，當鐵的浸出率為70%時，所采用的實驗條件為_。（2）“酸浸”后，鈦主要以 形式存在，寫出相應反應的離子方程式_。（3）TiO2xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應40 min所得實驗結(jié)果如下表所示：溫度/3035404550TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率%9295979388分析40 時TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因_。（4）Li2Ti5O15中Ti

2、的化合價為+4，其中過氧鍵的數(shù)目為_。（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 ，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？ （列式計算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為 。（6）寫出“高溫煅燒”中由FePO4制備LiFePO4的化學方程式_ 2、【2016新課標1卷】NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下：回答下列問題：（1）NaClO2中Cl的化合價為_。（2）寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式_。（3）“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2+和Ca2+，要加入的試劑分別為

3、_、_。“電解”中陰極反應的主要產(chǎn)物是_。（4）“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_，該反應中氧化產(chǎn)物是_。（5）“有效氯含量”可用來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于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為_。(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))3、【2015新課標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：回答下列問題：（1）寫出Mg2B

4、2O5H2O與硫酸反應的化學方程式_。為提高浸出速率，除適當增加硫酸濃度濃度外，還可采取的措施有_（寫出兩條）。（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_（寫化學式）。（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）。（5）以硼酸為原料可制得硼氫化鈉（NaBH4），它是有機合成中的重要還原劑，其電子式為_。（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，用化學方程式表示制備過程_。陌生信息的提取和應用物料走向主要步驟主要操作條件及操作標注全面工藝流程圖的感

5、性認識和加工分析和解決（解答）化學實際問題的能力考生提取以下信息會順利解題本題特色和方向無機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、分解問題的能力、表達能力（4）知識落點：基本理論、元素化合物、實驗 綜上所述，無機工業(yè)流程圖題能夠以真實的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題指導思想，能夠綜合考查學生各方面的基礎(chǔ)知識及將已有知識靈活應用在生產(chǎn)實際中解決問題的能力。所以近年來高考該類型題持續(xù)出現(xiàn)。一、 解題方法62、無機化工流程試題常常在哪些地方設(shè)問？ 反應速率與平衡理論的運用；氧化還原反應的判斷、方

6、程式書寫；利用控制pH分離除雜；利用溶解度分離；常用的分離方法、實驗操作；流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)；綠色化學評價等。 7 3、工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心 原料預處理除雜、凈化產(chǎn)品分離提純反應條件控制原料循環(huán)利用排放物的無害化處理規(guī)律: 主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。核心考點：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、 生產(chǎn)條件的控制84、解答無機化工流程試題的程序 此類試題的題干通常包括文字說明、工藝（實驗）流程以及供參考的數(shù)據(jù)（以表格、圖像等呈現(xiàn)）。首先要通過閱讀文字說明，清楚試題背景是工業(yè)生產(chǎn)還是實驗室研究，準確抓住工藝（實驗）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，基本辨別出預處理、反應、提純、分離等階段。接下來可以先看看設(shè)問，使下一步的深入分析重點更明確。然后再帶著質(zhì)與量的意識具體分析各個化學過程（必要時才使用參考數(shù)據(jù)），組織語言回答設(shè)問。 9例1、（2013年全國新課標卷I ）27鋰離子電池的應用很廣，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），導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C+xLi+xe-=LixC6?，F(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：預處理：分離：核心化學反應是： 鋰離子電池正極材料鈷酸鋰(LiC

8、oO2)、導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、碳酸氫銨等通過過濾、萃取、反萃取等操作使金屬離子形成沉淀或溶液而分離?？刂茥l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個過程：原料處理分離提純獲得產(chǎn)品二、做好常見考點的整理、歸納1.原料處理階段的常見考點：加快反應速率 溶解浸出 灼燒焙燒煅燒 反應條件控制2.分離提純階段的常見考點：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)品階段的常見考點：洗滌（冰水、熱水、特殊試劑等） 蒸發(fā)、反應時的氣

9、體氛圍（抑制水解） 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾 重結(jié)晶完整流程：結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥或結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥、灼燒、冷卻4.其他常見考點：方程式 實驗儀器計算 信息點 13專項突破：二價金屬離子與碳酸鹽或碳酸氫鹽反應生成沉淀的離子方程式通式二價金屬離子與可溶性碳酸鹽反應生成堿式碳酸鹽2M2+2CO32-+H2O=M2(OH)2CO3+CO2二價金屬離子與可溶性碳酸氫鹽反應生成碳酸鹽M2+2HCO32-=MCO3+CO2+H2O二價金屬離子與可溶性碳酸氫鹽反應生成堿式碳酸鹽2M2+4HCO32-=M2(OH)2CO3+3CO2+H2O145. 熟悉工業(yè)流程常見的操作與名詞（1）原料

10、的預處理：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)開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示若要除去Mn2溶液中含有的Fe2，應該怎樣做？物質(zhì)開始沉淀沉淀完全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)一般應滿足兩點： a 、能與H反應，使溶液pH增大； 或能與OH反應，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)來調(diào)節(jié)溶液的pH值。 17蒸發(fā)、反應時的氣體氛圍加熱的目的降溫反應的目的趁熱過濾冰水洗滌 加快反應速率或促進平衡向某個方向移動 防止某物質(zhì)在高溫時會溶解（或分解）、為使化學平衡向著題目要求的方向移動防止某物質(zhì)降溫時會析出洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗防水解、氧化等18(3)常見名詞浸出：浸出率：酸(堿)浸：水洗：水浸：萃取與反萃取： 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)溶液中反應使某些金屬或化合物以金

12、屬離子形式進入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程通常為除去水溶性雜質(zhì)與水接觸反應或溶解M2+2RH MR2+2H+19反饋練習：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)計實驗流程如圖：（1）洗滌濾渣A的目的是為了除去 （填離子符號），檢驗該離子是否洗凈的方法是 。（2）第步反應的離子方程式是 ，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