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选矿优化控制 2024-09-30 18:19:51

废旧废铜回收(li金属回收)

一、废旧废铜求从电子废弃物中提取贵金属

1.1物理方法

机械法的回收回收常规步骤有:拆卸、破碎、金属分选和金属的废旧废铜后续处理

1.2化学方法

1.2.1火法冶金

主要有焚烧熔出工艺、高温氧化、回收回收熔炼工艺、金属浮渣技术、废旧废铜电弧炉烧结工艺等

1.2.2湿法回收

传统湿法冶金技术(如浸出、回收回收溶剂萃取、金属离子交换、废旧废铜沉淀、回收回收还原或电积等)及若干新工艺(如电化学技术和联用工艺)等。金属近些年来,废旧废铜湿法回收技术中用于提取贵金属的回收回收主要是氰化法和溶剂萃取法。

氰化法(碱浸法)采用直接从原料中浸出特定金属,金属即对磨细的电子废弃物用氰化钠溶液浸泡并通入空气,加入生石灰或氢氧化钠调节pH值,使金粒溶解于溶液中。溶液分离后用锌丝置换,得

沉淀并用酸洗得粗金。氰化法提取黄金收率高,达90%以上,成本较低,设备简单。缺点是氰化物毒性大

溶剂萃取法是用于贵金属萃取的一种常用方法。萃取法一般包括萃取和反萃取。萃取法的研究

通常大多集中于萃取剂的选择和萃取条件的优化。常用的萃取剂有:阴离子交换萃取剂I有报道

指出,利用含三异辛胺(N235)的阴离子交换萃取体系从废旧电子线路板中提取铜,得到了99.06%的硫酸铜晶体。中性含磷萃取剂:如磷酸三丁酯(TBP),可从氰化液中选择萃取金,具

有很高的载金能力。中性含硫萃取剂I如硫醚RSR),用于铂族金属的萃取。中性含氧萃取剂:

如用仲胺醇萃取剂N2125自盐酸介质中萃取金,金的萃取率达97.50%;再如用甲基异丁酮(MIBK)萃取剂从含金、铂、,钯的贵液中萃取金,萃取率可达99%以上 ]。鳌合萃取剂:如噻吩甲酰三氟乙酰基丙酮(1-rA)和肟类萃取剂(LIX)等。前者已被成功用于从固液基质中萃取镧系和锕

系金属¨。。;后者据文献报道ll¨,用LIX79萃取剂从含Fe(Ⅱ)、Cu(I)、Ni(Ⅱ)、Ag(I)和zn(Ⅱ)(NaCN=1000 mg/L)的溶液中分离萃取Au(I),可达到90%~95%的萃取率。有机羧酸:如近年研究出的仲壬基苯氧基乙酸¨等。环酯类石炭酸萃取剂:特别适于金的萃取,实验中金的萃取率可高达99%[1。胺类萃取剂:据报道Ll,采用四元氨盐萃取剂(ODMBAC)从盐酸介质中萃取Au(Ⅲ),萃取率达95%以上。其他萃取剂还有如璜酸萃取剂、大环多元醚类萃取剂以及用于协同萃取的萃取剂等。

2.2生物法

利用细菌浸取金等贵金属是20世纪80年代开始研究的用于提取低含量物料中贵金属的新方法。

2.3液膜萃取

液膜由膜溶剂(成膜的基体物质)、表面活性剂(分子中含有亲水基和疏水基两个部分的化合

物)、流动载体和内相试剂组成。液膜分离机理:

(1)单纯迁移:单纯靠待分离的不同组分在膜中的溶解度和扩散系数的不同导致透过膜的速度

不同来实现分离,

(2)滴内化学反应:在溶质的接受相内添加与溶质能发生化学反应的试剂,使溶质先溶解在膜

溶剂中,然后扩散到膜表面和内相试剂反应。反应生成一种不能逆扩散透过膜的新产物。

(3)膜相化学反应:在膜相中加入一种流动载体,载体分子先在液膜的料液(外相)侧选择

性地与某种溶质发生化学反应,生成中间产物,然后这种中间产物扩散到膜的另一侧,与液膜内相试剂作用,并把该溶质释放出来,这样溶质就被从外相转入到内相。

——————————————————————————————————————————

恩~~~~~

二、金属锑的性质

锑,元素符号Sb,原子序数51,原子量121.75,外围电子排布5s25p3,位于第五周期第ⅤA族。共价半径141皮米,离子半径Sb-3245皮米,Sb+562皮米,第一电离能833.7千焦/摩尔,电负性1.9,主要氧化数(-3)、+3、+5。锑有几种同素异形体。通常最稳定的是灰锑,银白或银灰色菱形晶体,脆而硬,由液态凝固时体积膨胀,即有冷胀性,密度6.68g/cm3,熔点 630.74℃,沸点1750℃,锑蒸气分子为Sb4,导电性差。此外还有灰色的无定形锑,黄色的黄锑,黑色的黑锑等。锑化学性质不很活动。室温下不能被空气中氧气氧化,但能跟氟、氯、溴化合生成三价或五价卤化物。加热时可跟碘、硫化合。高温时燃烧显蓝色并生成Sb4O6。常温时不跟水反应,红热时跟水反应放出氢气。跟热硝酸反应,生成水合氧化锑:

6Sb+10HNO3+3xH2O=3Sb2O5·xH2O+10NO↑+5H2O

能溶于热的浓盐酸和硫酸生成氯化锑和硫酸锑。与强碱反应生成亚锑酸盐,主要用于制合金如印刷用的活字合金、硬质合金、巴氏合金。还用于制锑盐、医药、颜料及半导体材料等。古代已应用锑及其化合物。在自然界中有游离态和化合态两种形式存在,主要矿物有辉锑矿(Sb2S3)和方锑矿(Sb2O3)。在地壳中的丰度为1.0×10-4%。用辉锑矿跟铁屑共热,或用三氧化二锑与碳共热都可还原出锑。

来自:

性质:第15族(VA)主族准金属元素。原子序数51。稳定同位素121,123。密度6.691g/cm3(20℃)。熔点630.76℃(3。沸点1587℃。氧化态0,-3,+3,+5。锑有两种同素异形体:正常稳定的金属锑和非晶态的灰锑。金属锑呈蓝白色,具有金属光泽,质地硬而脆。室温下不与干燥空气作用。受热时燃烧生成三氧化二锑白烟。不与稀酸和碱作用。主要矿物有辉锑矿(主要组分三硫化二锑)、锑硫镍矿(硫化锑镍)和重金属锑化物。将锑矿石焙烧成氧化物,再用铁或碳还原可得金属锑,并经电解精制。在半导体工业中用于制造二极管,红外检测器、合金增硬剂、抗摩擦合金、铅字合金、蓄电池等。锑的氧化物、硫化物和锑酸钠、用于制造阻燃剂、涂料、陶器釉质,玻璃和瓷器等。

来自:

密度:6.684

熔点:630.5℃

沸点:1635℃

性状:有金属变体和黄色变体两种同素异形体,前者有银白色金属光泽,具有鲜明的晶体结构。

溶解情况:不溶于水、盐酸和碱溶液,溶于王水、浓硫酸,以及硝酸和酒石酸的混合液。

用途:主要供制印刷合金、巴比合金、锑盐和颜料、蓄电池、白冰铜、硬质合金、轴承合金。也用于半导体工业。

制备或来源:自然界所产的锑大多数是灰锑矿。可将灰锑矿与铁粉混合共热而取代出锑,或煅烧成氧化物后再与碳共热而使氧化物还原成锑。

来自:

银白色或深灰色金属粉末;蒸汽压 0.13kPa(886℃);熔点630.5℃;沸点1635℃;溶解性:不溶于水、盐酸、碱液,溶于王水及浓硫酸;密度:相对密度(水=1)6.68;稳定性:稳定;危险标记 15(有害品,远离食品);主要用途主要用于制造合金,也用于印刷和颜料行业

2.对环境的影响:

一、健康危害

侵入途径:吸入、食入。

健康危害:锑对粘膜有刺激作用,可引起内脏损害。

急性中毒:接触较高浓度引起化学性结膜炎、鼻炎、咽炎、喉炎、支气管炎、肺炎。口服引起急性胃肠炎。全身症状有疲乏无力、头晕、头痛、四肢肌肉酸痛。可引起心、肝、肾损害。

慢性影响:常出现头痛、头晕、易兴奋、失眠、乏力、胃肠功能紊乱、粘膜刺激症状。可引起鼻中隔穿孔;在锑冶炼过程中可引起锑尘肺;对皮肤有明显的刺激作用和致敏作用。

二、毒理学资料及环境行为

急性毒性:LD507000mg/kg(大鼠经口)

锑以+3、+4、+5价化合物存在于环境中,尤以三价化合物为常见,主要的有三硫化二锑、三氧化二锑、三氯化锑等。

迁移转化:天然水中锑的自然含量一般为0.01~5.0ppb,平均为0.5ppb。海水中含锑量为0.18~5.6ppb,平均为0.24ppb。锑在水中的迁移机制,有通过结晶矿物的迁移,有机螯合迁移、被吸附性离子迁移、与氧化物相缔合的迁移,以及可溶性迁移。溶于水中的锑化合物有三氯化锑、硫酸锑、酒石酸锑和五氯化锑。锑在淡水中以五价锑存在。海水中的锑以络合物形式存在,其主要配位体是羟基,下不为例上的形态为Sb(OH)6-或二聚物Sb2O(OH)4。受锑污染的土壤,锑一般富集在表层,主要是土壤表层无机和有机胶体的吸附作用。锑在土壤中是以+3、+5价状态存在。在旱田或干土中,土壤处于氧化状态,此时土壤中的Sb3+可氧化成Sb5+,锑以Sb5+存在居多。水田土壤处于淹没还原状态,土壤中的锑主要以Sb3+存在。

危险特性:遇明火、高热可燃。粉体与空气可形成爆炸性混合物,当达到一定的浓度时,遇火星会发生爆炸。与硝酸铵、二氟化溴、三氮化溴、氯酸、氧化氯、三氟化氯、硝酸、硝酸钾、高锰酸钾、过氧化钾接触能引起反应。

燃烧(分解)产物:氧化锑。

3.现场应急监测方法:

4.实验室监测方法:

5-Br-PADAP光度法;原子吸收法《水和废水监测分析方法》(第三版)国家环保局编

5-Br-PADAP光度法《空气和废气监测分析方法》国家环保局编

原子吸收法《固体废弃物试验分析评价手册》中国环境监测总站等译

5.环境标准:

前苏联(1975)车间卫生标准 0.5mg/m3

中国(待颁布)饮用水源水中有害物质的最高容许浓度 0.05mg/L

欧洲共同体(1980)饮用水中最高容许浓度 10μg/L

6.应急处理处置方法:

一、泄漏应急处理

隔离泄漏污染区,限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿一般作业工作服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:避免扬尘,用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。转移回收。大量泄漏:用塑料布、帆布覆盖,减少飞散。然后转移回收。

二、防护措施

呼吸系统防护:可能接触其粉尘时,应该佩戴自吸过滤式防尘口罩。必要时,佩戴空气呼吸器、氧气呼吸器或长管面具。

眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。

身体防护:穿透气型防毒服。

手防护:戴防化学品手套。

其它:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕,淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服,洗后备用。保持良好的卫生习惯。

三、急救措施

皮肤接触:脱去被污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。

眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗,就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入:饮足量温水,催吐,洗胃。就医。

灭火方法:灭火剂:干粉、干砂。禁止用二氧化碳和酸碱灭火剂灭火。

来自:

三、求高一化学金属试题!

【例】下列关于钠与水反应的说法不正确的是()

①将小块钠投入滴有石蕊试液的水中,反应后溶液变红;②将钠投入稀盐酸中,钠先与水反应,后与盐酸反应;③钠在水蒸气中反应时因温度高会发生燃烧;④将两小块质量相等的金属钠,一块直接投入水中,另一块用锡箔包住,在锡箔上刺些小孔,然后按入水中,两者放出的氢气质量相等。

A.①② B.②③ C.②③④ D.①②③④

[解析]钠与水反应产生氢氧化钠只能使酚酞变红,而不能使石蕊变红。钠与水的反应本质是钠与H+的反应,所以钠先与盐酸溶液中的酸反应。钠在水蒸气中反应产生的是氢气,尽管温度高且反应放热,因无氧气不能燃烧。钠的密度比水大,浮在水面上时,就有部分钠被氧气氧化,而用锡箔包住的钠不会被氧气氧化,所以与水反应的钠质量不相等,两者放出氢气的质量也不相等。

[答案]D

【例】在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化纳作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品、用上图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。

(1)A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式:。

(2)填写表中空格:(请在答题卡上填空)

仪器加入试剂加入该试剂的目的

B饱和NaHCO3溶液

C

D

(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:。

(4)试管F中收集满气体后,下一步实验操作是:。

[解析]要证明过氧化钠可作供氧剂,必须验证实验产物是O2,故实验目的就是验证过氧化钠与水或二氧化碳的反应。实验仪器中的A是二氧化碳发生装置,B、D是除杂装置,C是反应装置,E是尾气处理与收集装置。本实验可能存在的杂质气体有:HCl和水,但由于过氧化钠与二氧化碳的反应是离子反应,故水不必除去。试管F中收集满气体后,下一步实验操作应是验证实验产物是O2。为检验生成的O2应将试管F从水槽中取出,然后用带火星的木条伸入管口进行检验,但是取出F前,应将装置A中的反应停止。

[答案](1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

(2)B饱和NaHCO3除CO2中的HCl

C Na2O2粉末反应物

D NaOH溶液除去未反应的CO2

(3)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2(4)将带火星的木条插入试管检验木条能否复燃。

[方法技巧]做实验首先确立实验目的,确定装置B、C、D的作用是解答本题的关键。易错点是部分考生考虑二氧化碳中的水必须除去,从而认为装置是干燥装置,D是Na2O2与CO2反应装置而出现错误。

【例1】(2010安徽卷)将0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中,恢复至室温,所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)

①Na2O1②Na2O③Na2CO3④NaCl

A.①>②>③>④ B.①>②>④>③

C.①=②>③>④ D.①=②>③=④

答案:A

解析:①②溶于水,溶质都是0.02moL,但前者有氧气生成,因此氢氧根浓度大,有①>②;③中碳酸根水解使得阴离子浓度稍大于④。因此有A正确。

【例2】(2010上海卷)将0.4gNaOH和1.06g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol•L-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是

答案:C

解析:此题考查了元素化合物、图像数据的处理知识。向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时,首先和NaOH反应生成水和氯化钠,当滴入0.1L时,两者恰好反应完全;继续滴加时,盐酸和Na2CO3开始反应,首先发生:HCl+ Na2CO3= NaHCO3+NaCl,不放出气体,当再加入0.1L时,此步反应进行完全;继续滴加时,发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;此时开始放出气体,分析图像,可知选C。

易错警示:解答此题的易错点是,不能准确理解向碳酸钠溶液中滴加盐酸的反应。是分步进行的,首先发生的是HCl+ Na2CO3= NaHCO3+NaCl;进行完全后,再发生:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑

【例3】(2009全国卷Ⅰ11)为了检验某含有杂质的样品的纯度,现将克样品加热,其质量变为 g,,则该样品的纯度(质量分数)是()

A. B.

C. D.

答案 A

解析 2NaHCO3 Na2CO3+ CO2↑+ H2O m(减少)

2×84 106 62

x(w1- w2)

解得x=,将其带入下式可得: w(Na2CO3)=(w1- x)/W1=,

A项正确。

【例1】(2010全国2)下列叙述正确的是

A.Li在氧气中燃烧主要生成

B.将SO2通入溶液可生成沉淀

C.将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸

D.将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成Cu

【解析】A错误,因为Li在空气中燃烧只能生成Li2¬¬O,直接取材于第一册课本第二章第三节; B错误,酸性:HCl>H2SO3>H2CO3所以通入后无BaSO3沉淀,因为BaSO3+2HCl=BaCl2+H2O+SO2↑;D错误,溶液中该反应难以发生,先是:2NH3+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4,接着Cu(OH)2 CuO+H20,溶液中NH3不能还原CuO为Cu,要还原必须是干燥的固态!C正确,强酸制弱酸,酸性:H2CO3>HClO,反应为:CO2+H20+Ca(ClO)2=CaCO3↓+2HClO,直接取材于课本第一册第四章第一节;

【答案】C

【命题意图】考查无机元素及其化合物,如碱金属,氯及其化合物,碳及其化合物,硫及其化合物,氮及其化合物等A、B、C选项直接取材于高一课本,D取材于高二第一章氮族。

【点评】再次印证了以本为本的复习策略,本题四个选项就直接取材于课本,属于简单题,不重视基础,就有可能出错!

【例2】(2010重庆卷)下列叙述正确的是

A.铝制容器可盛装热的H2SO4

B.Agl胶体在电场中自由运动

C.K与水反应比Li与水反应剧烈

D.红磷在过量Cl2中燃烧生成PCl3

8.答案C

【解析】本题考察物质的性质。A项,铝与热的浓硫酸反应,错误。B项,AgL胶体吸附电荷而带电,故在电场作用下做定向移动,错误。C项,K比Li活泼,故与水反应剧烈,正确。D项,P与过量的反应,应生成,错误。

【误区警示】铝在冷、热中发生钝化,但是加热则可以发生反应,胶体自身不带电,但是它可以吸附电荷而带电。由此警示我们,化学学习的平时学生一定要严谨,对细小知识点要经常记忆,并且要找出关键字、词。

【例3】(2010安徽卷)(14分)锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题:某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下:

(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为。

(2)第③步反应的离子方程式是。

(3)第④步反应后,过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有。

若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因:

、。

(4)若废旧锂离子电池正极材料含LiNB2O4的质量为18.1 g第③步反应中加入20.0mL3.0mol•L-1的H2SO4溶液。定正极材料中的锂经反应③和④完全为Li2CO3,剩至少有 Na2CO3参加了反应。

答案:(1)Al(OH)3

(2)4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O

(3)漏斗玻璃棒烧杯;滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等

(4)5.3

解析:第一步就是铝溶解在氢氧化钠溶液中第二步就是偏铝酸钠与二氧化碳生成氢氧化铝,第三步是氧化还原反应,注意根据第一步反应LiMn2O4不溶于水。

第(4)小题计算时要通过计算判断出硫酸过量。

【例4】(2010重庆卷,26)(15分)金属钙线是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂,某钙线的主要成分为金属M和,并含有3.5%(质量分数).

(1)元素在周期表中位置是,其原子结构示意图.

(2)与最活跃的非金属元素A形成化合物D,D的电子式为,D的沸点比A与形成的化合物E的沸点.

(3)配平用钙线氧脱鳞的化学方程式:

P+ FeO+ CaO+ Fe

(4)将钙线试样溶于稀盐酸后,加入过量溶液,生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色,最后变成红褐色.则金属M为______;检测的方法是_____(用离子方程式表达).

(5)取1.6g钙线试样,与水充分反映,生成224ml.(标准状况),在想溶液中通入适量的,最多能得到 g.

答案(5分)

(1)第四周期第ⅡA族,

(2),高

(3)2P+5FeO+3CaO Ca3(PO4)2+5Fe

(4)Fe;Fe+3SCN-=Fe(SCN)3

(5)1.1

【解析】本题考查钙、铁的知识。(1)Ca为20号,位于第四周期,第IIA族。(2)最活泼的金属为:F,为离子化合物,为分子晶体,故的沸点高。(3)P从0价升至+5价,从+2价降至0价,根据得失电子守恒有,P前配2,前配5.(4)有颜色变化可知,红褐色为,与KSCN变血红色。(5)与中只有与水能反应生成,由~得,n()=0.224/22.4=0.01mol。n()=1.6×3.5%/56=0.01MOL。由钙守恒得,m()=(0.01+0.001)×100=1.1g。

【例5】(2010江苏卷)(12分)正极材料为的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。

(1)橄榄石型是一种潜在的锂离子电池正极材料,它可以通过、与溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。

①共沉淀反应投料时,不将和溶液直接混合的原因是。

②共沉淀反应的化学方程式为。

③高温成型前,常向中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后的的导电性能外,还能。

(2)废旧锂离子电池的正极材料试样(主要含有及少量AI、Fe等)可通过下列实验方法回收钴、锂。

①在上述溶解过程中,被氧化成,在溶解过程中反应的化学方程式为。

②在空气中加热时,固体残留率随温度的变化

如右图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全

脱水,则1000℃时,剩余固体的成分为。(填化学式);

在350~400℃范围内,剩余固体的成分为。(填化学式)。

【答案】

(1)

①Fe2+在碱性条件下更易被氧化(凡合理答案均可)

②(NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4=LiFePO4+2NH4HSO4+H2O

③与空气中O2反应,防止LiFePO4中的Fe2+被氧化

(2)

②、

【解析】本题考察的知识比较散,涉及到能源利用,物质性质、化工流程分析,图表分析,覆盖面比较广。(1)①不能直接混合的原因是Fe2+在碱性条件下更容易被氧化;②根据题给的信息,发生的反应为(NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4=LiFePO4+2NH4HSO4+H2O③消耗空气中的O2,保护Fe2+,防止Fe2+被氧化;(2)①通过题给信息可知LiCoO2与Na2S2O3发生了氧化还原反应,反应为8 LiCoO2+ Na2S2O3+11H2SO4=4Li SO4+8CoSO4+ Na2SO4+11 H2O②根据质量的变化,在变化过程中,Co的质量没有变,通过题给数据看,在10000C是Co(OH)2完全分解,则产物CoO,在350-4000C时,固体的质量在89.25%-86.38%之间,可以通过极点进行分析,在2920C,n(Cr)n(O)=100/93:(89.25-100*59/93)/16=2:3,其化学式为Co2O3在5000C n(Cr)n(O)= 100/93:(86.38-100*59/93)/16=3:4其化学式为Co3O4,所以可以确定在350-4000C时的化学式为Co2O3和Co3O4

【例6】(2009浙江卷,12)市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为:

Li+2Li

下列说法不a正确的是()

A.放电时,负极的电极反应式:Li-e=Li

B.充电时,Li既发生氧化反应又发生还原反应

C.该电池不能用水溶液作为电解质

D.放电过程中Li向负极移动

答案 D

解析 A项,Li从零价升至正价,失去电子,作为负极,正确;

B项,反应逆向进行时,反应物只有一种,故化合价既有升,又有降,所以既发生氧化反应又发生还原反应,正确;

C项,由于Li可以与水反应,故应为非水材料,正确;

D项,原电池中阳离子应迁移至正极失电子,故错。

【例1】(2010全国卷1)能正确表示下列反应的离子方程式是

A.将铜屑加入溶液中:

B.将磁性氧化铁溶于盐酸:

C.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:

D.将铁粉加入稀硫酸中:

【解析】A正确,符合3个守恒;B错误,电荷不守恒,Fe3O4中Fe有两种价态,正确应该为:Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O;C错误,得失电子不守恒,电荷不守恒;正确的应为:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O;D错误,不符合客观实际,反应后铁只能产生Fe2+和H2;

【答案】A

【命题意图】考查离子方程式的正误判断方法!

【点评】离子方程式正误判断是个老生常谈的问题了,本题出得太没有创意了,如D这是个重现率很高的的经典错误,考生绝对做过原题!B项也见得多,一般考查不是用盐酸而是用氢碘酸,有些专家多次指出,磁性氧化铁不溶于任何酸,这样的典型错误在高考题中再次出现,这道题就没什么意思了!A直接取材于课本第二册,C选项,考生也绝对做过,都是太常见不过了!

【例2】(2010上海卷)由5mol Fe2O3、4mol Fe3O4和3mol FeO组成的混合物,加入纯铁1mol并在高温下和Fe2O3反应。若纯铁完全反应,则反应后混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是

A.4:3 B.3:2 C.3:1 D.2:l

答案:BC

解析:此题考查了化学计算知识。分析题给混合物和高温下发生的反应,可知当Fe2O3+Fe=3FeO时,反应后混合物中含有6molFeO、4molFe2O3,则FeO与Fe2O3的物质的量之比为:3:2;当发生反应:Fe2O3+Fe+FeO=Fe3O4时,反应后混合物中含有2molFeO、4molFe2O3,则FeO与Fe2O3的物质的量之比为:1:2;当两反应均存在时,FeO与Fe2O3的物质的量之比处于两着之间,故BC可能。

知识归纳:极端假设法是指根据已知的条件,把复杂问题假设为处于理想的极端状态,站在极端的角度去分析、考虑问题,使其因果关系显得十分明显、简单,从而迅速地作出正确判断的方法。比如此题中我们就假设了两个极端,首先确定两个极端,然后确定范围,最后选择。

【例3】(2010福建卷)工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:

[探究一]

(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移人硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是。

(2)另称取铁钉6.0g放入15.0ml.浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y。

①甲同学认为X中除外还可能含有。若要确认其中的,应先用选填序号)。

a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c.浓氨水 d.酸性溶液

②乙同学取336ml(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:

然后加入足量溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。由于此推知气体Y中的体积分数为。

[探究二]

分析上述实验中体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含量有和Q气体。为此设计了下列探究实验状置(图中夹持仪器省略)。

(3)装置B中试剂的作用是。

(4)认为气体Y中还含有Q的理由是(用化学方程式表示)。

(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于(选填序号)。

a. A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间

(6)如果气体Y中含有,预计实验现象应是。

(7)若要测定限定体积气体Y中的含量(标准状况下约有28ml),除可用测量体积的方法外,可否选用质量称量的方法?做出判断并说明理由。

解析:(1)铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行

(2)+2价亚铁离子能使算话的高锰酸钾褪色,溶液中已经有+3价铁离子,选择a会造成干扰,选c会造成两种沉淀,受氢氧化铁颜色的影响无法辨别

(3)A除去,B可以检验A中是否完全除去

(4)

(5)Q为,他与二氧化硫一样都能使澄清石灰水便浑浊,选择a或b受二氧化硫的影响无法判断Q的存在;选择d,Q被碱石灰吸收

(6)氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色的硫酸铜粉末变蓝

(7)中学阶段的质量称量选择托盘天平,分度值0.1g,无法精确称量出差量。

答案:

(1)铁钉表面被钝化(或其他合理答案)

(2)①d②66.7%(或其他合理答案)

(3)检验是否除尽

(4)

(5)c

(6)D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝

(7)否,用托盘天平无法称量D或E的差量

可,用分析天平称量D或E的差量

【例4】(2010四川理综卷)(16分)四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣(主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合价为+4)作原料,生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下:

请回答下列问题:硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是____________________________________。

(1)向滤液I中加入铁粉,发生反应的离子方程式为:_________________________、____________________。

(2)在实际生产过程中,向沸水中加入滤液Ⅲ,使混合液pH达0.5,钛盐开始水解。水解过程中不断通入高温水蒸气,维持溶液沸腾一段时间,钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用:_______________________________________________。

过滤分离出水合二氧化钛沉淀后,将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、___________、______________、_______________________(填化学式),减少废物排放。

(4)A可用于生产红色颜料(Fe2O3),其方法是:将556a kgA(摩尔质量为278 g/mol)溶于水中,加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应,鼓入足量空气搅拌,产生红褐色胶体;再向红褐色胶体中加入3336b kg A和112c kg铁粉,鼓入足量空气搅拌,反应完成后,有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出;过滤后,沉淀经高温灼烧得红色颜料。若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁,则理论上可生产红色颜料_______________________kg。

答案:(1)或

(2)

(3)加水促进钛盐水解,加热促进钛盐水解,降低浓度促进钛盐水解

(4)

解析:本题属于化工生产流程题。(1)考查酸的通性,可以与金属氧化物反应,又知道TI的化合价,可以写出化学方程式。(2)加入浓硫酸后,浓硫酸可以氧化亚铁离子,再加入铁粉,铁粉可以还原铁离子。除此外,铁粉还可以与溶液中的H+反应、(3)考查了影响盐类水解的因素。(4)考虑最后溶质是只有硫酸钠和硫酸铁,根据开始加入A为2a×103mol加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应.,说明加入氢氧化钠的物质的量为4a×103mol,后来又加入12b×103mol的A,和2c×103mol的铁。根据电荷守恒,溶质中硫酸钠消耗硫酸根离子为2a×103mol,。而溶液中加入的硫酸根离子物质的量共计为(2a+12b)×103mol,这样剩下的硫酸根就与铁离子结合。可知消耗铁离子为8b×103mol,根据铁元素守恒。nFe=(2a+4b+2c)×103mol,n Fe2O3=(a+2b+c)×103mol,计算得mFe2O3= kg.

【例5】(2009广东理科基础,25)钢铁生锈过程发生如下反应:

①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2;

②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;

③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。

下列说法正确的是()

A.反应①、②中电子转移数目相等

B.反应①中氧化剂是氧气和水

C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀

D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀

答案 A

解析①②反应中消耗O2的量相等,两个反应也仅有O2作为氧化剂,故转移电子数是相等的,A项正确。①中H2O的H、O两元素的化合价没有变,故不作氧化剂,B项错;铜和钢构成原电池,腐蚀速度加快,C项错;钢铁是铁和碳的混合物,在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀,属于电化学腐蚀,故D项错。

【例1】(2010全国卷1)下列叙述正确的是

A.Li在氧气中燃烧主要生成

B.将SO2通入溶液可生成沉淀

C.将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸

D.将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成Cu

【解析】A错误,因为Li在空气中燃烧只能生成Li2¬¬O,直接取材于第一册课本第二章第三节; B错误,酸性:HCl>H2SO3>H2CO3所以通入后无BaSO3沉淀,因为BaSO3+2HCl=BaCl2+H2O+SO2↑;D错误,溶液中该反应难以发生,先是:2NH3+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4,接着Cu(OH)2 CuO+H20,溶液中NH3不能还原CuO为Cu,要还原必须是干燥的固态!C正确,强酸制弱酸,酸性:H2CO3>HClO,反应为:CO2+H20+Ca(ClO)2=CaCO3↓+2HClO,直接取材于课本第一册第四章第一节;

【答案】C

【命题意图】考查无机元素及其化合物,如碱金属,氯及其化合物,碳及其化合物,硫及其化合物,氮及其化合物等A、B、C选项直接取材于高一课本,D取材于高二第一章氮族。

【点评】再次印证了以本为本的复习策略,本题四个选项就直接取材于课本,属于简单题,不重视基础,就有可能出错!

【例2】(2009广东化学10)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是()

A.锡青铜的熔点比纯铜高

B.在自然环境中,锡青铜中的锡对铜起保护作用

C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快

D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程

答案 BC

解析锡青铜属于合金,根据合金的特性,熔点比任何一种纯金属的低判断A错;由于锡比铜活泼,故在发生电化学腐蚀时,锡失电子保护铜,B正确;潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率,C正确;电化学腐蚀过程实质是有电子的转移,属于化学反应过程,D错。

【例3】(2010浙江卷,27)(15分)一水硫酸四氨合铜(Ⅱ)的化学式为[Cu(NH3)4]SO4•H2O是一种重要的染料及农药中间体。某学习小组在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质,设计的合成路线为:

相关信息如下:

①[Cu(NH3)4]SO4•H2O在溶液中存在以下电离(解离)过程:

[Cu(NH3)4]SO4•H2O=[Cu(NH3)4]2+++H2O

[Cu(NH3)4]2+ Cu2++4NH3

②(NH4)2SO4在水中可溶,在乙醇中难溶。

③[Cu(NH3)4]SO4•H2O在乙醇•水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线示意图如下:

请根据以下信息回答下列问题:图3

(1)方案1的实验步骤为:

a.加热蒸发 b.冷却结晶 c.抽滤 d.洗涤 e.干燥

①步骤1的抽滤装置如图3所示,该装置中的错误之处是;抽滤完毕或中途停止抽滤时,应先,然后。

②该方案存在明显缺陷,因为得到的产物晶体中往往含有杂质,产生该杂质的原因是。

(2)方案2的实验步骤为:

a.向溶液C中加入适量,b.,c.洗涤,d.干燥

①请在上述内填写合适的试剂或操作名称。

②下列选项中,最适合作为步骤c的洗涤液是。

A.乙醇 B.蒸馏水 C.乙醇和水的混合液 D.饱和硫酸钠溶液

③步骤d不宜采用加热干燥的方法,可能的原因是。

试题解析:

本题所示的制取过程和课本的银铵溶液的配置过程类似。综合考察了过滤、抽滤实验、沉淀洗涤与干燥及结晶等实验操作与原理。

(1)①漏斗口斜面反转才正确;先断开漏斗与安全瓶的连接,然后关闭水龙头。

②含有CuSO4晶体杂质;加热蒸发时促进了[Cu(NH3)4]2+电离产生Cu2+。和[Cu(NH3)4]SO4•H2O电离产生的硫酸根离子在冷却结晶时析出CuSO4晶体杂质。

(2)a.向溶液C中加入适量(NH4)2SO4,目的:促使NH3+H2O NH3H2O NH4++OH

向生成更多NH3的方向移动,抑制[Cu(NH3)4]2+ Cu2++4NH3。b.过滤。只要一般的过滤就可以。抽滤针对含结晶水的化合物不适用。

②因[Cu(NH3)4]SO4•H2O在水溶液中可以完全电离,故,选择的洗涤剂为A.乙醇。

③加热干燥可以导致失去结晶水。

教与学提示:

实验、化学平衡移动、结晶方式这些内容都是和实验有密切联系的。在高考复习的教学中尽量还原、复原课本实验,尽量将课本实验综合化是重要的复习思路。

参考资料:自动化分析仪