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專題二十一物質的檢驗、分離和提純,高考化學(課標Ⅲ專用),A組統(tǒng)一命題課標卷題組考點一物質的檢驗(2017課標Ⅱ,13,6分)由下列實驗及現(xiàn)象不能推出相應結論的是(),五年高考,答案C本題考查實驗原理和離子檢驗。FeCl3溶液與足量鐵粉發(fā)生反應:Fe+2Fe3+3Fe2+,Fe為還原劑,還原產物為Fe2+,還原劑的還原性強于還原產物的還原性,A項不符合題意;根據(jù)實驗現(xiàn)象可推知,鈉在CO2氣體中燃燒生成的黑色顆粒為C,O2,則CO2作氧化劑,表現(xiàn)出氧化性,B項不符合題意;NH4HCO3受熱分解生成NH3、H2O、CO2,其中NH3可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,根據(jù)現(xiàn)象無法得出NH4HCO3顯堿性的結論,C項符合題意;向濃度相同的銀氨溶液中分別加入相同濃度的Cl-和I-,產生AgI沉淀而沒有產生AgCl沉淀,說明Ksp(AgI)
11時CaSO4轉化的離子方程式為;能提高其轉化速率的措施有(填序號)。,A.攪拌漿料B.加熱漿料至100℃C.增大氨水濃度D.減小CO2通入速率(2)當清液pH接近6.5時,過濾并洗滌固體。濾液中物質的量濃度最大的兩種陰離子為和(填化學式);檢驗洗滌是否完全的方法是。(3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高溫煅燒的固體,隨著浸取液溫度上升,溶液中c(Ca2+)增大的原因是。,答案(1)CaSO4+2NH3H2O+CO2CaCO3+2N+S+H2O或CaSO4+CCaCO3+SAC(2)SHC取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中,向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若不產生白色沉淀,則表明已洗滌完全(3)浸取液溫度上升,溶液中c(H+)增大,促進固體中Ca2+浸出,解析(1)當清液pH>11時,溶液呈較強的堿性,說明通入的CO2量還較少,不會生成HC,因此轉化的離子方程式為CaSO4+2NH3H2O+CO2CaCO3+2N+S+H2O或CaSO4+CCaCO3+S;要提高轉化速率,可通過攪拌漿料,以增大反應物的接觸面積,或增大反應物氨水的濃度來實現(xiàn),故選A、C,若加熱漿料至100℃,會造成NH3H2O的大量分解及NH3的逸出,不僅不能提高轉化速率,還會降低產品產率,故B項不正確,而D項顯然是不合理的。(2)當清液pH接近6.5時,溶液已呈弱酸性,說明通入的CO2已足夠多,應有HC生成,再結合轉化的離子方程式可知濾液中物質的量濃度最大的兩種陰離子應為S和HC;檢驗洗滌是否完全可通過檢驗洗滌液中是否還含有S來判斷,具體方法見答案。(3)NH4Cl溶液中存在水解平衡N+H2ONH3H2O+H+,升溫,平衡右移,c(H+)增大,CaO+2H+Ca2++H2O,從而使溶液中c(Ca2+)增大。,A組2016—2018年高考模擬基礎題組,三年模擬,考點一物質的檢驗1.(2018四川瀘州高三第二次教學質量檢測,9)現(xiàn)有某白色固體混合物,為了確定其成分進行了如下實驗:①取少量樣品加足量水充分混合,觀察到有氣體產生,反應后仍有部分固體未溶解,過濾;②濾渣加入足量NaOH溶液,濾渣溶解;③濾液中加足量稀硝酸酸化,再加幾滴AgNO3溶液,產生白色沉淀。該白色粉末可能是()A.AlCl3和NH4HCO3B.AlBr3和NaHCO3C.Ba(OH)2和(NH4)2CO3D.CaCl2和(NH4)2SO3,答案A溴化銀為淡黃色沉淀,不可能含有溴離子,B錯誤;Ba(OH)2溶液和(NH4)2CO3溶液反應生成的白色沉淀為碳酸鋇,碳酸鋇不溶于NaOH溶液,C錯誤;CaCl2溶液和(NH4)2SO3溶液反應生成的亞硫酸鈣白色沉淀不溶于NaOH溶液,D錯誤;AlCl3溶液和NH4HCO3溶液發(fā)生反應生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳氣體,過濾后濾渣為氫氧化鋁,能夠溶于足量NaOH溶液;濾液中含有Cl-,加稀硝酸酸化后,加幾滴AgNO3溶液,產生氯化銀白色沉淀,A正確。,2.(2017四川成都九校第四次聯(lián)合模擬,11)進行下表中的實驗,將①中溶液滴入②中,預測的現(xiàn)象與實際不相符的是(),答案AA項,溶液呈紅色,而不是生成紅色沉淀,錯誤;B項,常溫下,濃硝酸能使Al鈍化,所以在產生少量紅棕色氣體后迅速停止,正確;C項,稀硫酸與Na2S2O3溶液反應,反應的離子方程式為2H++S2S↓+SO2↑+H2O,溶液逐漸變渾濁,正確;D項,稀AlCl3溶液滴入濃氨水中,生成Al(OH)3沉淀,一水合氨是弱堿,不能溶解生成的Al(OH)3,正確。,3.(2016廣西五市5月聯(lián)考,13)如圖所示,將少量試劑a滴入到足量藥品b中,預測的現(xiàn)象與實際相符的是(),,答案D濃鹽酸和二氧化錳在常溫下不反應,A錯誤;在明礬溶液中滴加少量燒堿溶液,只觀察到有白色沉淀生成,不能觀察到沉淀溶解,B錯誤;常溫下,鋁遇濃硝酸發(fā)生鈍化,鋁片不會溶解,不會產生大量紅棕色氣體,C錯誤;D項正確。,4.(2016四川成都一診,6)X溶液中含有下表離子中的某5種,且濃度均為0.1mol/L(不考慮水的電離與離子水解)。向X溶液中加入足量稀鹽酸,有無色氣體生成,經分析反應前后陰離子種類沒有變化。下列敘述不正確的是(),A.X溶液中不可能含有HC、CB.生成無色氣體的離子方程式為:3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2OC.根據(jù)電荷守恒,原溶液中一定含Mg2+D.X溶液中一定含3種陽離子、2種陰離子,答案D加入足量稀鹽酸后,陰離子種類沒有變化,說明溶液中不含OH-、HC、C,含有Cl-;有無色氣體生成,應是N與Fe2+在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應生成NO氣體:3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O,因此溶液中肯定還有N和Fe2+。由于Cl-、N、Fe2+的濃度均為0.1mol/L,此時電荷已守恒,但已知X溶液中含有5種離子,則還應含有陰、陽離子各一種,陰離子只能是S,則由電荷守恒可知,陽離子是Ca2+或Mg2+,由于Ca2+與S不能大量共存,所以只能是Mg2+。綜上所述,溶液中含有兩種陽離子:Fe2+、Mg2+,三種陰離子:Cl-、N、S,故D項不正確。,考點二物質的分離和提純5.(2017四川綿陽東辰第四次月考,4)下列有關實驗的選項正確的是(),答案DA項,此滴定管為酸式滴定管,堿液不能盛放在酸式滴定管中,A錯誤;碳酸氫鈉受熱分解,B錯誤;分液時,上層液體從上口倒出,C錯誤。,6.(2016貴州六盤山高級中學期末,12)下列實驗裝置能達到相應實驗目的的是(),A.圖1用于分離收集CO和CO2B.圖2可用于從食鹽水中提取NaCl晶體C.圖3用于收集NOD.圖4用于氫氧化鐵膠體和硫酸鈉溶液的分離,答案AB項,應選用蒸發(fā)皿而不用坩堝,故B錯誤;C項,NO的密度比CO2小,應短進長出,故C錯誤;D項,氫氧化鐵膠體和硫酸鈉溶液均可透過濾紙,應滲析分離,故D錯誤。,7.(2018云南曲靖第一次復習統(tǒng)一檢測,28)實驗室可利用環(huán)己醇的氧化反應制備環(huán)己酮,反應原理和實驗裝置(部分夾持裝置略去)如下:,有關物質的物理性質見下表:,*括號中的數(shù)據(jù)表示該有機物與水形成的具有固定組成的混合物的沸點。實驗中通過裝置B將酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有10mL環(huán)己醇的A中,在55~65℃進行反應。反應完成后,加入適量水,蒸餾,收集95~100℃的餾分,得到主要含環(huán)己酮粗品和水的混合物。(1)裝置D的名稱是。(2)酸性Na2Cr2O7溶液氧化環(huán)己醇反應的ΔH<0,反應劇烈將導致體系溫度迅速上升,副反應增多。①如何滴加酸性Na2Cr2O7溶液?;②蒸餾不能分離環(huán)己酮和水的原因是。(3)環(huán)己酮的提純需要經過以下一系列的操作:,a.蒸餾、除去乙醚后,收集151~156℃餾分b.水層用乙醚(乙醚的沸點為34.6℃,易燃燒)萃取,萃取液并入有機層c.過濾d.往液體中加入NaCl固體至飽和,靜置,分液e.加入無水MgSO4固體,除去有機物中少量的水①上述提純步驟的正確順序是;②b中水層用乙醚萃取的目的是;③上述操作c、d中使用的玻璃儀器除燒杯、錐形瓶、玻璃棒外,還需要的玻璃儀器有,操作d中,加入NaCl固體的作用是。(4)恢復至室溫時,分離得到純產品體積為6mL,則環(huán)己酮的產率為。,答案(1)冷凝管(2)①打開分液漏斗頸上的玻璃塞,打開下端的活塞,緩慢滴加②環(huán)己酮和水形成具有固定組成的恒沸物也被蒸出(3)①dbeca②提取水層中少量的有機物,提高產品的產量③漏斗、分液漏斗降低環(huán)己酮的溶解度,增加水層的密度,有利于分層(4)60.6%,解析(1)裝置D是冷凝管。(3)①環(huán)己酮的提純需要經過以下一系列的操作:往液體中加入NaCl固體至飽和,靜置,分液;水層用乙醚萃取,萃取液并入有機層;加入無水MgSO4固體,除去有機物中少量的水,過濾;蒸餾、除去乙醚后,收集151~156℃餾分。所以,提純步驟的正確順序是dbeca。②b中水層用乙醚萃取的目的是提取水層中少量的有機物,提高產品的產量。③過濾和萃取中使用的玻璃儀器除燒杯、錐形瓶、玻璃棒外,還需要的玻璃儀器有漏斗、分液漏斗。操作d中,加入NaCl固體的作用是:降低環(huán)己酮的溶解度,增加水層的密度,有利于分層。(4)恢復至室溫時,分離得到純產品體積為6mL,可以算出環(huán)己酮的質量為5.7g,則其物質的量為0.0582mol。10mL環(huán)己醇的質量為9.6g,則其物質的量為0.096mol,則環(huán)己酮的產率為100%≈60.6%。,1.(2018四川成都二診,10)對某溶液中部分離子的定性檢測流程如下。相關分析正確的是()A.步驟①所加試劑可以是濃KOH溶液B.可以用濕潤的藍色石蕊試紙檢驗生成的無色氣體C.步驟②中的反應為Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑D.Fe2+遇鐵氰化鉀溶液顯藍色,B組2016—2018年高考模擬綜合題組時間:25分鐘分值:65分一、選擇題(每小題5分,共20分),答案A步驟①所加試劑可以是濃KOH溶液,反應生成的無色氣體為氨氣,紅褐色沉淀為氫氧化鐵,X溶液為偏鋁酸鉀和氫氧化鉀的混合液,A正確;無色氣體是氨氣,可以用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗生成的無色氣體,B錯誤;步驟②中的反應為Al+H2O+HCAl(OH)3↓+C,C錯誤;Fe2+遇鐵氰化鉀溶液產生藍色沉淀,D錯誤。,易錯警示易忽略第①步加過量的堿溶液,認為X溶液含有Al3+而錯選C。,知識拓展物質檢驗的常用方法:根據(jù)物質性質,使被檢驗物質與加入的試劑作用,產生某種特殊現(xiàn)象,從而確定該物質的存在。此外,物質的物理性質也是幫助檢驗的重要依據(jù)。,2.(2018云南昆明高三3月復習教學質量檢測,9)下列實驗操作能達到目的的是(),答案DA項得到氫氧化鐵沉淀,A錯誤;碳酸鈉溶液能與CO2反應生成碳酸氫鈉,除去CO2中混有的SO2常用飽和碳酸氫鈉溶液,B錯誤;新制氯水中含有HClO,能把pH試紙漂白,無法讀出數(shù)值,C錯誤。,易錯警示B選項易忽略碳酸鈉溶液能與CO2反應,C選項易忽略HClO能把pH試紙漂白。,知識拓展物質檢驗常見的特殊現(xiàn)象有:(1)生成氣體。能夠生成氣體的離子很多,生成的氣體的性質也常有相似之處,判斷時要注意排除干擾離子。(2)生成沉淀。許多金屬陽離子或酸根陰離子都可生成具有特殊顏色或特殊性質的沉淀,但同時也應注意排除干擾離子。(3)顯現(xiàn)特殊顏色。加入試劑后特殊顏色的出現(xiàn)或消失是鑒別物質的常用方法,如用淀粉檢驗I2等。,3.(2017四川雙流月考,3)下列說法錯誤的是()A.粗鹽提純,選①和②B.用CCl4提取碘水中的碘,選③C.用NaOH溶液吸收少量Cl2,選⑤D.分離Na2CO3溶液和CH3COOC2H5,選④,答案D粗鹽提純過程中的操作為溶解、過濾、蒸發(fā)結晶,所以選①和②,A正確;碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,四氯化碳和碘不反應、和水不互溶,所以提取碘水中的碘可采用萃取、分液的方法,則選③,B正確;2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,所以用⑤吸收氯氣,C正確;碳酸鈉溶液和乙酸乙酯不互溶,應該采用分液的方法分離,即選③,D錯誤。,解題策略該題涉及物質的分離和提純,根據(jù)物質的性質采用合適的分離、提純方法即可。,4.(2017廣西桂林、崇左、百色聯(lián)考,12)下列實驗“操作和現(xiàn)象”與“結論”的對應關系正確的是(),答案CA項,在H+存在條件下,N與Fe2+反應生成NO,NO與空氣中的氧氣接觸生成NO2,故A錯誤;用新制Cu(OH)2懸濁液檢驗淀粉的水解產物時,必須保證溶液呈堿性,故B錯誤;向飽和Na2CO3溶液中通入足量CO2,溶液變渾濁,發(fā)生反應Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3↓,故C正確;D項,產生的氣體中除了乙烯外,還有可能混有乙醇和SO2,乙醇、SO2都能使酸性KMnO4溶液褪色,故D錯誤。,易錯警示A項,學生易忽略在H+存在條件下N能將Fe2+氧化;B項,淀粉水解時加入的稀H2SO4作催化劑,檢驗葡萄糖時,必須在水解液中加過量的堿使溶液呈堿性,中和作催化劑的酸易忘記,是易錯點。,解題關鍵找出檢驗目標物時的干擾物質是解題的關鍵,同時還需要注意實驗操作的正誤對實驗結論的影響。,5.(2018云南高三畢業(yè)生統(tǒng)測,26)(16分)某結晶水合物含有C、S、S、Fe2+、Fe3+、N、Ba2+中的三種離子,實驗小組為確定其化學式做了如下實驗:①準確稱取6.125g樣品,配制成250mL溶液X。②取20.00mL溶液X,加入足量鹽酸,無明顯現(xiàn)象;再加足量BaCl2溶液,產生白色沉淀;將沉淀過濾、洗滌、干燥至恒重,得白色固體0.5825g。③取20.00mL溶液X,加入適量稀硫酸酸化后,用0.01000molL-1KMnO4溶液滴定至終點,重復滴定三次,消耗KMnO4溶液體積的平均值為25.00mL。④設計如圖所示的裝置,取20.00mL溶液X進行實驗,實驗后B裝置增重0.04250g。,二、非選擇題(共45分),⑤取少量溶液X,滴加0.1molL-1KSCN溶液無明顯現(xiàn)象,再向其中滴加0.1molL-1AgNO3溶液,有白色沉淀生成?；卮鹣铝袉栴}:(1)完成實驗①所需要的玻璃儀器有:燒杯、玻璃棒、量筒、。(2)實驗③達到滴定終點的現(xiàn)象是。(3)實驗④的反應結束后,打開止水夾通入N2的作用是。(4)根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)可計算出該結晶水合物的化學式為。(5)某同學查閱資料發(fā)現(xiàn)AgSCN為白色難溶物,Ag+可以氧化SCN-和Fe2+。為探究SCN-和Fe2+的還原性強弱,該同學設計了如圖實驗裝置并進行下列實驗。,先斷開電鍵K,向溶液X中滴加0.1molL-1KSCN溶液,無明顯現(xiàn)象,說明;閉合電鍵K后,若觀察到的實驗現(xiàn)象有溶液X逐漸變紅、右邊石墨電極上有固體析出、電流計指針偏轉,據(jù)此得出的結論是,溶液變紅的原因是(用離子方程式表示),該實驗設計的優(yōu)點是。,答案(1)250mL容量瓶、膠頭滴管(2)當最后一滴KMnO4標準溶液滴入時,溶液顏色變?yōu)闇\紫紅色,且半分鐘內不再發(fā)生變化(3)使A裝置中產生的氨氣完全進入B裝置被稀硫酸吸收(4)(NH4)2Fe(SO4)26H2O(5)溶液中無Fe3+Fe2+的還原性強于SCN-Fe3++3SCN-Fe(SCN)3氧化性、還原性離子不直接接觸,避免發(fā)生沉淀反應而導致離子濃度降低,解析(1)準確稱取6.125g樣品,配制成250mL溶液X時,需要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、量筒、250mL容量瓶、膠頭滴管。(2)實驗③用0.01000molL-1KMnO4溶液滴定,達到滴定終點的現(xiàn)象是當最后一滴KMnO4標準溶液滴入時,溶液顏色變?yōu)闇\紫紅色,且半分鐘內不再發(fā)生變化。(3)實驗④的反應結束后,打開止水夾通入N2,使A裝置中產生的氨氣完全進入B裝置被稀硫酸吸收。(4)取20.00mL溶液X,加入足量鹽酸,無明顯現(xiàn)象,說明不含C、S;再加足量BaCl2溶液,產生白色沉淀,說明含有S,不含Ba2+;將沉淀過濾、洗滌、干燥至恒重,得白色固體硫酸鋇0.5825g,即0.0025mol,則250mL溶液X中n(S)=0.0025mol=0.03125mol,m(S)=0.03125mol96gmol-1=3.00g。取20.00mL溶液X,加入適量稀硫酸酸化后,用0.01000molL-1KMnO4溶液滴定至終點,根據(jù)反應Mn+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O,可知250mL溶液X中n(Fe2+)=0.01000molL-125.0010-3L5=0.015625mol,m(Fe2+)=0.015625mol56g/mol=0.875g。④中取20.00mL溶液X進行實驗,實驗后B裝置增重0.04250g,則n(N)=n(NH3)==0.03125mol,m(N)=0.03125mol18gmol-1=0.5625g,故所含結晶水的質量為6.125g-3.00g-0.875g-0.5625g=1.6875g,n(H2O)=,=0.09375mol,n(N)∶n(Fe2+)∶n(S)∶n(H2O)=0.03125mol∶0.015625mol∶0.03125mol∶0.09375mol=2∶1∶2∶6,故該結晶水合物的化學式為(NH4)2Fe(SO4)26H2O。(5)先斷開電鍵K,向溶液X中滴加0.1molL-1KSCN溶液,無明顯現(xiàn)象,說明溶液中無Fe3+;閉合電鍵K后,若觀察到的實驗現(xiàn)象有溶液X逐漸變紅、右邊石墨電極上有固體析出、電流計指針偏轉,說明Fe2+的還原性強于SCN-,溶液變紅的原因是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。,審題技巧根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行定量計算時要運用化學變化過程中的原子守恒方法。,知識拓展物質檢驗的技巧和要求:(1)先物理方法后化學方法。(2)先常溫后加熱。(3)先分組后“逐一”。(4)檢驗反應時常需排除干擾。(5)通過①觀察顏色;②反應現(xiàn)象;③能否共存;④電荷守恒,推斷物質中一定含有、一定不含有、可能含有某物質(離子)。,6.(2017貴州遵義航天高中一模,28)(15分)鋁元素在自然界中主要存在于鋁土礦(主要成分為Al2O3,還含有Fe2O3、FeO、SiO2)中,工業(yè)上綜合利用鋁土礦的部分工藝流程如圖所示。(1)在濾液A中加入漂白液,目的是氧化除鐵,所得濾液B顯酸性,該過程中涉及某氧化還原反應如下,請完成:Fe2++ClO-+Fe(OH)3↓+Cl-+(2)檢驗濾液B中是否還含有Fe2+的方法為。(3)使濾液B中的鋁元素以沉淀形式析出,選用的最好試劑為(填代號)。a.氫氧化鈉溶液b.硫酸溶液c.氨水d.二氧化碳(4)由濾液B制備氯化鋁晶體涉及的操作為:邊滴加濃鹽酸邊蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、,(填操作名稱)、洗滌。(5)濾渣的主要成分是(填化學式),其與NaOH固體焙燒制備硅酸鈉,可采用的裝置為(填代號),該反應的化學方程式是。,答案(1)215H2O214H+(2)取少量濾液B,加入KSCN溶液,若不變紅,再加入氯水,仍然不變紅,說明濾液B中不含F(xiàn)e2+(3)c(4)過濾(5)SiO2BSiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O,解析(1)濾液A中含有氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鋁,在濾液A中加入漂白液,目的是氧化除鐵,所得濾液B顯酸性,次氯酸根離子氧化亞鐵離子反應的離子方程式為:2Fe2++ClO-+5H2O2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+。(3)濾液B顯酸性,要使濾液B中的鋁元素以沉淀形式析出、應加入堿性試劑,故b、d不符合;Al(OH)3能溶于NaOH溶液,故a不符合;氨水是弱堿溶液,不能溶解氫氧化鋁,過量的氨水和鋁離子反應生成氫氧化鋁沉淀,過濾得到氫氧化鋁固體,c符合。(5)濾渣的主要成分是SiO2。蒸發(fā)皿中含有的二氧化硅能和氫氧化鈉反應,A不符合;鐵坩堝可以用于焙燒二氧化硅和氫氧化鈉,B符合;玻璃中含有的二氧化硅會和氫氧化鈉反應,C不符合;燒杯不能用于固體高溫加熱,D不符合。,思路分析圖示工藝流程為:鋁土礦(主要成分為Al2O3,還含有Fe2O3、FeO、SiO2)加入稀鹽酸,得到的濾渣為二氧化硅,濾液A中含有鋁離子、鐵離子、亞鐵離子和氯離子;加入漂白液后亞鐵離子被氧化生成氫氧化鐵沉淀,鐵離子也生成氫氧化鐵沉淀;濾液B中含有氯化鋁;二氧化硅與氫氧化鈉焙燒生成硅酸鈉。,知識拓展物質的檢驗、鑒別的答題模板:①液體:取少量液體試劑于試管中→滴入XX試劑→描述現(xiàn)象→得出結論;②固體:取少量固體于試管中,加水溶解→滴入XX試劑→描述現(xiàn)象→得出結論;③氣體:將氣體通入XX溶液中→描述現(xiàn)象→得出結論。,7.(2017廣西南寧二中、玉林高中聯(lián)考,27)(14分)鋰離子電池的廣泛應用使得鋰電池的回收利用一直是科學家關注的焦點。磷酸鐵鋰是鋰電池中最有前景的正極材料,磷酸鐵是其前驅體,充放電時可以實現(xiàn)相互轉化。某研究性小組對廢舊鋰離子電池正極材料(圖中簡稱廢料,成分為LiFePO4、碳粉和鋁箔)進行了金屬資源回收研究,設計實驗流程如下:已知:①FePO4可溶于稀H2SO4,不溶于水和其他的酸。,②Li2SO4、LiOH和Li2CO3在273K下的溶解度分別為34.2g、22.7g和1.54g,在373K下,Li2CO3的溶解度為0.72g。③Ksp[Al(OH)3]=10-32,Ksp[Fe(OH)3]=410-38。(1)操作1為。(2)濾液A中通入過量CO2反應的化學方程式為。(3)可以提高操作1浸出率的方法有(寫出3種)。(4)寫出操作3中的離子方程式:。(5)該鋰電池充電時的陽極反應式為。(6)操作4中應選擇試劑為。(7)沉淀C的成分為。,答案(1)過濾(2)CO2+2H2O+NaAlO2NaHCO3+Al(OH)3↓(3)升溫,攪拌,增大NaOH溶液的濃度,增加時間等(寫3種)(4)2LiFePO4+H2O2+2H+2Fe3++2Li++2P+2H2O(5)LiFePO4-e-FePO4+Li+(6)NaOH溶液(7)Li2CO3,解析(1)操作1后得到濾渣和濾液,說明是過濾。(2)鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉,通入過量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀,反應的方程式為CO2+2H2O+NaAlO2NaHCO3+Al(OH)3↓。(3)提高操作1浸出率的方法有升溫、攪拌、增大NaOH溶液的濃度、增加時間等。(4)正極廢料在加入氫氧化鈉溶液時,鋁被溶解,濾渣A中含有LiFePO4、碳粉,在操作3中LiFe-PO4被H2O2氧化,反應的離子方程式為2LiFePO4+H2O2+2H+2Fe3++2Li++2P+2H2O。(5)該鋰電池充電時陽極發(fā)生氧化反應,電極反應式為LiFePO4-e-FePO4+Li+。(6)濾液B中含有鐵離子和氫離子,操作4是將鐵離子沉淀,可以選擇氫氧化鈉溶液。(7)根據(jù)流程圖和信息②可知沉淀C為Li2CO3。,解題策略本題屬于無機化工實驗題,解題的方法是弄清生產流程中原料轉化為產品的基本原理和分離、提純產品的化工工藝,然后再結合題設的問題,逐一推敲解答。,解題關鍵解題的關鍵在于認真對比分析原料與產品的組成,從中找出將原料轉化為產品和除去原材料中雜質的基本原理和所采用的工藝生產措施。,
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