正极方面有关专科论文题目,关于2016年高考用总结归纳法复习化工流程题相关论文例文

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在高三的学习中采用题型归纳法,即按照高考题型对相关知识进行归纳,有助于提高解题速率和成功率,对高考复习至关重要.本文试以2013年几个省的高考题为切入点,谈谈复习中归纳法的思维训练.

化工流程题一般考查以下几个方面:(1)转化为产品的生产原理问题;(2)除杂、分离、提纯产品等问题;(3)提高产量和效率问题;(4)节能减排、“绿色化学”、循环利用等生产问题;(5)生产设备、流程和生产成本等工艺问题.要解决这几个问题需要我们掌握一些分离、提纯等基本实验技能,还要掌握物质的基本性质和物质间的相互转化以及运用化学反应原理方面的知识加以分析,所以化工流程题具有考查面广、综合性强、题型多变等特点,能较好地考查学生对已学过的知识进行重组、转换、迁移和解决问题的能力,因此,化工流程题获得了各省市高考的青睐.如果复习中对知识进行适当整理与归纳,则较易突破此类题型.

一、以考查基本实验操作为主背景的化工流程题

例1 (2013年山东卷)TiO2既是制备含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料.

仪器A的名称是_____________.装置E中的试剂是_____________.反应开始前依次进行如下操作:组装仪器、_____________、加装药品,通N2一段时间后点燃酒精灯.反应结束后的操作包括:①停止铜N2;②熄灭酒精灯;③冷却至室温.正确的顺序为_____________(填序号).欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是_____________.


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(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:

酸溶 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)等于FeSO4(aq)+TiSO4(aq)+2H2O(l)

①试剂A为_____________.钛液I需冷却至70℃左右,若温度过高会导致产品TiO2收率降低,原因是_____________.

②取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸震荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是_____________.这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄的杂质是_____________(填化学式).

解析:(1)仪器A是干燥管,因为TiCl4遇到水蒸气会水解,所以E中可以用浓硫酸来隔离空气;对于气体的制取性质实验应该:组装仪器、检验气密性、加装药品,发生反应,终止实验时为防止倒吸,应先熄灭酒精灯,冷却到室温后再停止通入N2;CCl4和TiCl4是两种沸点不同的液体混合物,应该用蒸馏.故答案为:干燥管;浓硫酸;检验气密性;②③①;蒸馏;

(2)①因为矿石经硫酸溶解后得到的Fe2(SO4)3,而后面过滤得到的是FeSO47H2O,所以试剂A是铁粉,把Fe3+还原为Fe2+;由于TiOSO4容易水解,若温度过高,则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3而经过滤进入FeSO47H2O中导致TiO2产率降低.故答案为:铁粉;由于TiOSO4容易水解,若温度过高,则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3而经过滤进入FeSO47H2O中导致TiO2产率降低.

②先加KSCN溶液无现象,加H2O2后出现红色,说明存在Fe2+;经加热后Fe2+氧化为Fe2O3而使产品发黄.故答案为:Fe2+;Fe2O3.

总结归纳:1.要对常用仪器有基本认识.

2.要熟知常见的物质的分离方法.

物理方法:(1)过滤(减压过滤),适用于固体和液体混合物的分离.(2)蒸发,适用于固体溶质从溶剂中分离出来.(3)萃取和分液.萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来;分液:适用于两种互不相溶的液体间的分离.(4)蒸馏(分馏),适用于沸点相差较大的液体混合物.(5)升华,适用于某物质易升华,在加热条件下分离.(6)渗析,适用于分离提纯胶体和溶液.

化学方法:(1)加热法.(2)沉淀法.(3)酸碱法.(4)氧化还原法(5)盐与盐的转化法.(6)电解法.(7)调节pH法.

3.常见气密性检验方法:微热法、液面差法、外压法.


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通过上述归纳和总结,学生自然会对中学阶段的基本实验操作有一个回顾和加强,有了这样的基础,自然就不会再惧怕解决以考查基本实验操作为主背景的化工流程题.

二、以考查物质间相互转化为主背景的化工流程题

例2 (2013年广东卷)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:

(注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃)

(1)电解精炼银时,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______________;在生成固体B的过程中,需控制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_____________.

(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______molCuAlO2,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,其基本操作是_____________、过滤、洗涤和干燥.

解析:此类题目要求学生对高中化学常见的物质之间的主要转化关系有清晰的认识,此类题目往往起点较高,落点较低,但如果对高中常见物质之间的相互转化不熟悉,想解出该类题目还是有难度的. (1)电解精炼银时,纯银作阴极,粗银作阳极,硝酸银溶液作电解液,阳极主要反应式为Ag-e-等于Ag+,阴极反应式为Ag++e-等于Ag;滤渣A的主要成分是Ag,稀硝酸是氧化性酸,即3Ag+4HNO3(稀)等于3AgNO3+NO↑+2H2O,NO气体在空气迅速被氧化为红棕色的2NO2气体,即2NO+O2等于2NO2.

(2)CuAlO2中氧为-2价,铝为+3价,则铜为+1价,因此其化学式也可以写为Cu2OAl2O3,相当于氧化亚铜和氧化铝按物质的量之比为1∶1熔合在一起,由此逆推,固体B的主要成分是物质的量之比为1∶1的Al(OH)3和CuO,因为Cu(OH)2开始分解的温度为80℃,水的沸点大于80℃,则煮沸前后发生的反应为Al3++3OH-等于Al(OH)3↓,Cu2++2OH-能溶解部分或全部氢氧化铝,其离子方程式为Al(OH)3+OH-等于AlO2-+2H2O,这必将导致目标产物产量的减少.

(3)根据氧化还原反应的特征推断,铜元素由+2价降为+1价,铝元素化合价不变,由此推断反应前后升价元素一定是氧,且化合价由-2价升为相邻的0价,即缺少的生成物为氧气;根据化合价升降法配平可得:(4)5.0kg等于5.0×103g,银铜合金废料中铜的质量为5.0×103g×63.5%,铜元素的相对原子质量为63.5,由m/M等于n可求铜的物质的量为5.0×103g×63.5%÷63.5g/mol等于50mol,根据铜守恒可得转化关系式:Cu~CuAlO2,其中CuAlO2与Cu的物质的量之比等于系数之比,则铜完全转化可以变为50molCuAlO2;根据铝守恒可得转化关系式:Al2(SO4)3~2CuAlO2,其中Al2(SO4)3与CuAlO2的物质的量之比等于系数之比,则至少需要25molAl2(SO4)3;由V等于n/c可求至少需要硫酸铝溶液的体积为25mol÷1.0mol/L等于25L.

(5)胆矾的化学式为CuSO45H2O,是硫酸铜溶液结晶析出的结晶水化合物,根据混合物分离和提纯的方法推断,从硫酸铜溶液中得到胆矾的基本操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥.

归纳总结:此类题的复习可以让学生全面有序地回顾中学化学中常见元素的单质和化合物的化学性质和相互转化关系.如以下几种转化关系图,在复习的时候要求学生熟悉相互转化的方程式和反应条件.

通过这样的复习总结,学生不会在以考查基本转化为背景的化工流程题上失手.

三、以考查化学反应原理为背景的化工流程题

例3 (2013年新课标)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(LiC

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oO2)、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+xLi++xe-等于LixC6.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).

回答下列问题:

(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为___________.

(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_____________.

(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式___________;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是_____________.

(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_____________.

(5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式__________.

(6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是_____________.在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有_____________(填化学式).

解析:要完整地解出这道题,必须先理解并获取题目中给出的有用信息.工艺流程比较繁杂,必须冷静、从容地阅读、分析,理出有关回收各金属资源的关键反应信息.如:

(1)正极的材料的组成(钴酸锂、乙炔黑和铝箔).(2)充电时,电池负极发生还原反应6C+xLi++xe-等于LixC6;(3)正极碱浸后得到的滤液含Al3+,可从中得到氢氧化铝,而滤渣在酸性环境下发生还原反应,得到的溶液中含Co2+;(4)最终回收得到金属资源是Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4.

运用以上信息,结合已学的元素化合物知识和化学基本概念,就可以解答好各小题.

(1)可依据化合物元素化合价代数和为0求得.

(2)从题中信息――正极碱浸后得到的滤液含Al3+,可以知道“正极碱浸”中发生反应的离子方程式是2Al+2OH-+6H2O等于2Al(OH)4-+3H2↑.

(3)80℃下进行的“酸浸”过程发生的氧化还原反应,正极材料LiCoO2转化为Co2+;说明H2O2是反应的还原剂(容易按经验错误判断为氧化剂,导致错解或无法解答),并伴随着H2O2分解的副反应(容易忽略):

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2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O2 H2O2等于2H2O+O2↑

使用盐酸代替硫酸进行酸化的

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