從2013年高考談?dòng)每偨Y(jié)歸納法復(fù)習(xí)化工流程題

任慧宇

在高三的學(xué)習(xí)中采用題型歸納法，即按照高考題型對相關(guān)知識進(jìn)行歸納，有助于提高解題速率和成功率，對高考復(fù)習(xí)至關(guān)重要。本文試以2013年幾個(gè)省的高考題為切入點(diǎn)，談?wù)剰?fù)習(xí)中歸納法的思維訓(xùn)練。

化工流程題一般考查以下幾個(gè)方面：（1）轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理問題；（2）除雜、分離、提純產(chǎn)品等問題；（3）提高產(chǎn)量和效率問題；（4）節(jié)能減排、“綠色化學(xué)”、循環(huán)利用等生產(chǎn)問題；（5）生產(chǎn)設(shè)備、流程和生產(chǎn)成本等工藝問題。要解決這幾個(gè)問題需要我們掌握一些分離、提純等基本實(shí)驗(yàn)技能，還要掌握物質(zhì)的基本性質(zhì)和物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化以及運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理方面的知識加以分析，所以化工流程題具有考查面廣、綜合性強(qiáng)、題型多變等特點(diǎn)，能較好地考查學(xué)生對已學(xué)過的知識進(jìn)行重組、轉(zhuǎn)換、遷移和解決問題的能力，因此，化工流程題獲得了各省市高考的青睞。如果復(fù)習(xí)中對知識進(jìn)行適當(dāng)整理與歸納，則較易突破此類題型。

一、以考查基本實(shí)驗(yàn)操作為主背景的化工流程題

例1 （2013年山東卷）TiO2既是制備含鈦化合物的原料，又是一種性能優(yōu)異的白色顏料。

儀器A的名稱是_____________。裝置E中的試劑是_____________。反應(yīng)開始前依次進(jìn)行如下操作：組裝儀器、_____________、加裝藥品，通N2一段時(shí)間后點(diǎn)燃酒精燈。反應(yīng)結(jié)束后的操作包括：①停止銅N2；②熄滅酒精燈；③冷卻至室溫。正確的順序?yàn)開____________（填序號）。欲分離D中的液態(tài)混合物，所采用操作的名稱是_____________。

（2）工業(yè)上由鈦鐵礦（FeTiO3）（含F(xiàn)e2O3、SiO2等雜質(zhì)）制備TiO2的有關(guān)反應(yīng)包括：

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

①試劑A為_____________。鈦液I需冷卻至70℃左右，若溫度過高會導(dǎo)致產(chǎn)品TiO2收率降低，原因是_____________。

②取少量酸洗后的H2TiO3，加入鹽酸震蕩，滴加KSCN溶液后無明顯現(xiàn)象，再加H2O2后出現(xiàn)微紅色，說明H2TiO3中存在的雜質(zhì)離子是_____________。這種H2TiO3即使用水充分洗滌，煅燒后獲得的TiO2也會發(fā)黃的雜質(zhì)是_____________（填化學(xué)式）。

解析：（1）儀器A是干燥管，因?yàn)門iCl4遇到水蒸氣會水解，所以E中可以用濃硫酸來隔離空氣；對于氣體的制取性質(zhì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該：組裝儀器、檢驗(yàn)氣密性、加裝藥品，發(fā)生反應(yīng)，終止實(shí)驗(yàn)時(shí)為防止倒吸，應(yīng)先熄滅酒精燈，冷卻到室溫后再停止通入N2；CCl4和TiCl4是兩種沸點(diǎn)不同的液體混合物，應(yīng)該用蒸餾。故答案為：干燥管；濃硫酸；檢驗(yàn)氣密性；②③①；蒸餾；

（2）①因?yàn)榈V石經(jīng)硫酸溶解后得到的Fe2（SO4）3，而后面過濾得到的是FeSO4·7H2O，所以試劑A是鐵粉，把Fe3+還原為Fe2+；由于TiOSO4容易水解，若溫度過高，則會有較多TiOSO4水解為固體H2TiO3而經(jīng)過濾進(jìn)入FeSO4·7H2O中導(dǎo)致TiO2產(chǎn)率降低。故答案為：鐵粉；由于TiOSO4容易水解，若溫度過高，則會有較多TiOSO4水解為固體H2TiO3而經(jīng)過濾進(jìn)入FeSO4·7H2O中導(dǎo)致TiO2產(chǎn)率降低。

②先加KSCN溶液無現(xiàn)象，加H2O2后出現(xiàn)紅色，說明存在Fe2+；經(jīng)加熱后Fe2+氧化為Fe2O3而使產(chǎn)品發(fā)黃。故答案為：Fe2+；Fe2O3。

總結(jié)歸納：1.要對常用儀器有基本認(rèn)識。

2.要熟知常見的物質(zhì)的分離方法。

物理方法：（1）過濾（減壓過濾），適用于固體和液體混合物的分離。（2）蒸發(fā)，適用于固體溶質(zhì)從溶劑中分離出來。（3）萃取和分液。萃?。豪萌苜|(zhì)在互不相溶的溶劑中的溶解度不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑組成的溶液里提取出來；分液：適用于兩種互不相溶的液體間的分離。（4）蒸餾（分餾），適用于沸點(diǎn)相差較大的液體混合物。（5）升華，適用于某物質(zhì)易升華，在加熱條件下分離。（6）滲析，適用于分離提純膠體和溶液。

化學(xué)方法：（1）加熱法。（2）沉淀法。（3）酸堿法。（4）氧化還原法（5）鹽與鹽的轉(zhuǎn)化法。（6）電解法。（7）調(diào)節(jié)pH法。

3.常見氣密性檢驗(yàn)方法：微熱法、液面差法、外壓法。

通過上述歸納和總結(jié)，學(xué)生自然會對中學(xué)階段的基本實(shí)驗(yàn)操作有一個(gè)回顧和加強(qiáng)，有了這樣的基礎(chǔ)，自然就不會再懼怕解決以考查基本實(shí)驗(yàn)操作為主背景的化工流程題。

二、以考查物質(zhì)間相互轉(zhuǎn)化為主背景的化工流程題

例2 （2013年廣東卷）銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下：

（注：Al（OH）3和Cu（OH）2開始分解的溫度分別為450℃和80℃）

（1）電解精煉銀時(shí)，陰極反應(yīng)式為______；濾渣A與稀HNO3反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色，該氣體變色的化學(xué)方程式為_____________。

（2）固體混合物B的組成為______________；在生成固體B的過程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH過量，則因過量引起的反應(yīng)的離子方程式為_____________。

（4）若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.5%，理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為______molCuAlO2，至少需要1.0mol·L-1的Al2（SO4）3溶液__________L。

（5）CuSO4溶液也可用于制備膽礬，其基本操作是_____________、過濾、洗滌和干燥。

解析：此類題目要求學(xué)生對高中化學(xué)常見的物質(zhì)之間的主要轉(zhuǎn)化關(guān)系有清晰的認(rèn)識，此類題目往往起點(diǎn)較高，落點(diǎn)較低，但如果對高中常見物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化不熟悉，想解出該類題目還是有難度的。endprint

（1）電解精煉銀時(shí)，純銀作陰極，粗銀作陽極，硝酸銀溶液作電解液，陽極主要反應(yīng)式為Ag-e-=Ag+，陰極反應(yīng)式為Ag++e-=Ag；濾渣A的主要成分是Ag，稀硝酸是氧化性酸，即3Ag+4HNO3（?。?3AgNO3+NO↑+2H2O，NO氣體在空氣迅速被氧化為紅棕色的2NO2氣體，即2NO+O2=2NO2。

（2）CuAlO2中氧為-2價(jià)，鋁為+3價(jià)，則銅為+1價(jià)，因此其化學(xué)式也可以寫為Cu2O·Al2O3，相當(dāng)于氧化亞銅和氧化鋁按物質(zhì)的量之比為1∶1熔合在一起，由此逆推，固體B的主要成分是物質(zhì)的量之比為1∶1的Al（OH）3和CuO，因?yàn)镃u（OH）2開始分解的溫度為80℃，水的沸點(diǎn)大于80℃，則煮沸前后發(fā)生的反應(yīng)為Al3++3OH-=Al（OH）3↓，Cu2++2OH-能溶解部分或全部氫氧化鋁，其離子方程式為Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，這必將導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)量的減少。

（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特征推斷，銅元素由+2價(jià)降為+1價(jià)，鋁元素化合價(jià)不變，由此推斷反應(yīng)前后升價(jià)元素一定是氧，且化合價(jià)由-2價(jià)升為相鄰的0價(jià)，即缺少的生成物為氧氣；根據(jù)化合價(jià)升降法配平可得：（4）5.0kg=5.0×103g，銀銅合金廢料中銅的質(zhì)量為5.0×103g×63.5%，銅元素的相對原子質(zhì)量為63.5，由m/M=n可求銅的物質(zhì)的量為5.0×103g×63.5%÷63.5g/mol=50mol，根據(jù)銅守恒可得轉(zhuǎn)化關(guān)系式：Cu～CuAlO2，其中CuAlO2與Cu的物質(zhì)的量之比等于系數(shù)之比，則銅完全轉(zhuǎn)化可以變?yōu)?0molCuAlO2；根據(jù)鋁守恒可得轉(zhuǎn)化關(guān)系式：Al2（SO4）3～2CuAlO2，其中Al2（SO4）3與CuAlO2的物質(zhì)的量之比等于系數(shù)之比，則至少需要25molAl2（SO4）3；由V=n/c可求至少需要硫酸鋁溶液的體積為25mol÷1.0mol/L=25L。

（5）膽礬的化學(xué)式為CuSO4·5H2O，是硫酸銅溶液結(jié)晶析出的結(jié)晶水化合物，根據(jù)混合物分離和提純的方法推斷，從硫酸銅溶液中得到膽礬的基本操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌和干燥。

歸納總結(jié)：此類題的復(fù)習(xí)可以讓學(xué)生全面有序地回顧中學(xué)化學(xué)中常見元素的單質(zhì)和化合物的化學(xué)性質(zhì)和相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。如以下幾種轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，在復(fù)習(xí)的時(shí)候要求學(xué)生熟悉相互轉(zhuǎn)化的方程式和反應(yīng)條件。

通過這樣的復(fù)習(xí)總結(jié)，學(xué)生不會在以考查基本轉(zhuǎn)化為背景的化工流程題上失手。

三、以考查化學(xué)反應(yīng)原理為背景的化工流程題

例3 （2013年新課標(biāo)）鋰離子電池的應(yīng)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(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時(shí)，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)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）。

回答下列問題：

（1）LiCoO2中，Co元素的化合價(jià)為___________。

（2）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_____________。

（3）“酸浸”一般在80℃下進(jìn)行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式___________；可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點(diǎn)是_____________。

（4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。

（5）充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時(shí)電池反應(yīng)方程式__________。

（6）上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是_____________。在整個(gè)回收工藝中，可回收到的金屬化合物有_____________（填化學(xué)式）。

解析：要完整地解出這道題，必須先理解并獲取題目中給出的有用信息。工藝流程比較繁雜，必須冷靜、從容地閱讀、分析，理出有關(guān)回收各金屬資源的關(guān)鍵反應(yīng)信息。如：

（1）正極的材料的組成（鈷酸鋰、乙炔黑和鋁箔）。（2）充電時(shí)，電池負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)6C+xLi++xe-=LixC6；（3）正極堿浸后得到的濾液含Al3+，可從中得到氫氧化鋁，而濾渣在酸性環(huán)境下發(fā)生還原反應(yīng)，得到的溶液中含Co2+；（4）最終回收得到金屬資源是Al（OH）3、CoCO3、Li2SO4。

運(yùn)用以上信息，結(jié)合已學(xué)的元素化合物知識和化學(xué)基本概念，就可以解答好各小題。

（1）可依據(jù)化合物元素化合價(jià)代數(shù)和為0求得。

（2）從題中信息——正極堿浸后得到的濾液含Al3+，可以知道“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Al+2OH-+6H2O=2Al（OH）4-+3H2↑。

（3）80℃下進(jìn)行的“酸浸”過程發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，正極材料LiCoO2轉(zhuǎn)化為Co2+；說明H2O2是反應(yīng)的還原劑（容易按經(jīng)驗(yàn)錯(cuò)誤判斷為氧化劑，導(dǎo)致錯(cuò)解或無法解答），并伴隨著H2O2分解的副反應(yīng)（容易忽略）：

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

使用鹽酸代替硫酸進(jìn)行酸化的缺點(diǎn)在于鹽酸可以被氧化劑氧化，析出氯氣，污染較大。

（4）“沉鈷”過程中發(fā)生的反應(yīng)是硫酸鈷和碳銨作用析出碳酸鈷，酸性的硫酸鈷溶液和碳銨的作用：CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O，該反應(yīng)中有二氧化碳析出，可能被忽略。

（5）要正確書寫電池放電的反應(yīng)方程式，必須弄清放電過程兩個(gè)電極參與反應(yīng)的物質(zhì)和生成的物質(zhì)各是什么。比較簡單的解答方法是依據(jù)試題給出的電池充電時(shí)電極的變化，寫出充電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式，它的逆反應(yīng)就是答案。因?yàn)樵囶}說明充電時(shí)，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)6C+xLi++xe-=LixC6，又據(jù)充放電過程發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，可知，充電時(shí)正極發(fā)生的是氧化反應(yīng)：LiCoO2-xLi+-xe-=Li1-xCoO2，由此得充電的總反應(yīng)：LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6。

則放電的總反應(yīng)：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C。

（6）可從回收流程提供的信息中得到。

歸納總結(jié)：用工藝流程題的方式考查化學(xué)反應(yīng)原理知識，此類題型涉及熱化學(xué)方程式、電化學(xué)、化學(xué)平衡、氧化還原反應(yīng)等知識。綜合性較強(qiáng)，能力要求較高，老師在進(jìn)行復(fù)習(xí)的時(shí)候要注意歸納總結(jié)，無論考查形式、題型如何變化，抓住每一塊知識的核心內(nèi)容，以不變應(yīng)萬變，總能找到突破口。

總之，對于知識零散性較強(qiáng)、系統(tǒng)性較差的化學(xué)學(xué)科，面對考查面廣的化工流程題，用總結(jié)歸納的方法復(fù)習(xí)化工流程題是一種行之有效的方法。同時(shí)，對化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)、元素化合物知識、化學(xué)反應(yīng)原理等知識也可以加強(qiáng)鞏固。

（作者單位：浙江省武義第一中學(xué)）endprint

（1）電解精煉銀時(shí)，純銀作陰極，粗銀作陽極，硝酸銀溶液作電解液，陽極主要反應(yīng)式為Ag-e-=Ag+，陰極反應(yīng)式為Ag++e-=Ag；濾渣A的主要成分是Ag，稀硝酸是氧化性酸，即3Ag+4HNO3（?。?3AgNO3+NO↑+2H2O，NO氣體在空氣迅速被氧化為紅棕色的2NO2氣體，即2NO+O2=2NO2。

（2）CuAlO2中氧為-2價(jià)，鋁為+3價(jià)，則銅為+1價(jià)，因此其化學(xué)式也可以寫為Cu2O·Al2O3，相當(dāng)于氧化亞銅和氧化鋁按物質(zhì)的量之比為1∶1熔合在一起，由此逆推，固體B的主要成分是物質(zhì)的量之比為1∶1的Al（OH）3和CuO，因?yàn)镃u（OH）2開始分解的溫度為80℃，水的沸點(diǎn)大于80℃，則煮沸前后發(fā)生的反應(yīng)為Al3++3OH-=Al（OH）3↓，Cu2++2OH-能溶解部分或全部氫氧化鋁，其離子方程式為Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，這必將導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)量的減少。

（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特征推斷，銅元素由+2價(jià)降為+1價(jià)，鋁元素化合價(jià)不變，由此推斷反應(yīng)前后升價(jià)元素一定是氧，且化合價(jià)由-2價(jià)升為相鄰的0價(jià)，即缺少的生成物為氧氣；根據(jù)化合價(jià)升降法配平可得：（4）5.0kg=5.0×103g，銀銅合金廢料中銅的質(zhì)量為5.0×103g×63.5%，銅元素的相對原子質(zhì)量為63.5，由m/M=n可求銅的物質(zhì)的量為5.0×103g×63.5%÷63.5g/mol=50mol，根據(jù)銅守恒可得轉(zhuǎn)化關(guān)系式：Cu～CuAlO2，其中CuAlO2與Cu的物質(zhì)的量之比等于系數(shù)之比，則銅完全轉(zhuǎn)化可以變?yōu)?0molCuAlO2；根據(jù)鋁守恒可得轉(zhuǎn)化關(guān)系式：Al2（SO4）3～2CuAlO2，其中Al2（SO4）3與CuAlO2的物質(zhì)的量之比等于系數(shù)之比，則至少需要25molAl2（SO4）3；由V=n/c可求至少需要硫酸鋁溶液的體積為25mol÷1.0mol/L=25L。

（5）膽礬的化學(xué)式為CuSO4·5H2O，是硫酸銅溶液結(jié)晶析出的結(jié)晶水化合物，根據(jù)混合物分離和提純的方法推斷，從硫酸銅溶液中得到膽礬的基本操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌和干燥。

歸納總結(jié)：此類題的復(fù)習(xí)可以讓學(xué)生全面有序地回顧中學(xué)化學(xué)中常見元素的單質(zhì)和化合物的化學(xué)性質(zhì)和相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。如以下幾種轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，在復(fù)習(xí)的時(shí)候要求學(xué)生熟悉相互轉(zhuǎn)化的方程式和反應(yīng)條件。

通過這樣的復(fù)習(xí)總結(jié)，學(xué)生不會在以考查基本轉(zhuǎn)化為背景的化工流程題上失手。

三、以考查化學(xué)反應(yīng)原理為背景的化工流程題

例3 （2013年新課標(biāo)）鋰離子電池的應(yīng)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(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時(shí)，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)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）。

回答下列問題：

（1）LiCoO2中，Co元素的化合價(jià)為___________。

（2）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_____________。

（3）“酸浸”一般在80℃下進(jìn)行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式___________；可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點(diǎn)是_____________。

（4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。

（5）充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時(shí)電池反應(yīng)方程式__________。

（6）上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是_____________。在整個(gè)回收工藝中，可回收到的金屬化合物有_____________（填化學(xué)式）。

解析：要完整地解出這道題，必須先理解并獲取題目中給出的有用信息。工藝流程比較繁雜，必須冷靜、從容地閱讀、分析，理出有關(guān)回收各金屬資源的關(guān)鍵反應(yīng)信息。如：

（1）正極的材料的組成（鈷酸鋰、乙炔黑和鋁箔）。（2）充電時(shí)，電池負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)6C+xLi++xe-=LixC6；（3）正極堿浸后得到的濾液含Al3+，可從中得到氫氧化鋁，而濾渣在酸性環(huán)境下發(fā)生還原反應(yīng)，得到的溶液中含Co2+；（4）最終回收得到金屬資源是Al（OH）3、CoCO3、Li2SO4。

運(yùn)用以上信息，結(jié)合已學(xué)的元素化合物知識和化學(xué)基本概念，就可以解答好各小題。

（1）可依據(jù)化合物元素化合價(jià)代數(shù)和為0求得。

（2）從題中信息——正極堿浸后得到的濾液含Al3+，可以知道“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Al+2OH-+6H2O=2Al（OH）4-+3H2↑。

（3）80℃下進(jìn)行的“酸浸”過程發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，正極材料LiCoO2轉(zhuǎn)化為Co2+；說明H2O2是反應(yīng)的還原劑（容易按經(jīng)驗(yàn)錯(cuò)誤判斷為氧化劑，導(dǎo)致錯(cuò)解或無法解答），并伴隨著H2O2分解的副反應(yīng)（容易忽略）：

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

使用鹽酸代替硫酸進(jìn)行酸化的缺點(diǎn)在于鹽酸可以被氧化劑氧化，析出氯氣，污染較大。

（4）“沉鈷”過程中發(fā)生的反應(yīng)是硫酸鈷和碳銨作用析出碳酸鈷，酸性的硫酸鈷溶液和碳銨的作用：CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O，該反應(yīng)中有二氧化碳析出，可能被忽略。

（5）要正確書寫電池放電的反應(yīng)方程式，必須弄清放電過程兩個(gè)電極參與反應(yīng)的物質(zhì)和生成的物質(zhì)各是什么。比較簡單的解答方法是依據(jù)試題給出的電池充電時(shí)電極的變化，寫出充電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式，它的逆反應(yīng)就是答案。因?yàn)樵囶}說明充電時(shí)，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)6C+xLi++xe-=LixC6，又據(jù)充放電過程發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，可知，充電時(shí)正極發(fā)生的是氧化反應(yīng)：LiCoO2-xLi+-xe-=Li1-xCoO2，由此得充電的總反應(yīng)：LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6。

則放電的總反應(yīng)：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C。

（6）可從回收流程提供的信息中得到。

歸納總結(jié)：用工藝流程題的方式考查化學(xué)反應(yīng)原理知識，此類題型涉及熱化學(xué)方程式、電化學(xué)、化學(xué)平衡、氧化還原反應(yīng)等知識。綜合性較強(qiáng)，能力要求較高，老師在進(jìn)行復(fù)習(xí)的時(shí)候要注意歸納總結(jié)，無論考查形式、題型如何變化，抓住每一塊知識的核心內(nèi)容，以不變應(yīng)萬變，總能找到突破口。

總之，對于知識零散性較強(qiáng)、系統(tǒng)性較差的化學(xué)學(xué)科，面對考查面廣的化工流程題，用總結(jié)歸納的方法復(fù)習(xí)化工流程題是一種行之有效的方法。同時(shí)，對化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)、元素化合物知識、化學(xué)反應(yīng)原理等知識也可以加強(qiáng)鞏固。

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（1）電解精煉銀時(shí)，純銀作陰極，粗銀作陽極，硝酸銀溶液作電解液，陽極主要反應(yīng)式為Ag-e-=Ag+，陰極反應(yīng)式為Ag++e-=Ag；濾渣A的主要成分是Ag，稀硝酸是氧化性酸，即3Ag+4HNO3（稀）=3AgNO3+NO↑+2H2O，NO氣體在空氣迅速被氧化為紅棕色的2NO2氣體，即2NO+O2=2NO2。

（2）CuAlO2中氧為-2價(jià)，鋁為+3價(jià)，則銅為+1價(jià)，因此其化學(xué)式也可以寫為Cu2O·Al2O3，相當(dāng)于氧化亞銅和氧化鋁按物質(zhì)的量之比為1∶1熔合在一起，由此逆推，固體B的主要成分是物質(zhì)的量之比為1∶1的Al（OH）3和CuO，因?yàn)镃u（OH）2開始分解的溫度為80℃，水的沸點(diǎn)大于80℃，則煮沸前后發(fā)生的反應(yīng)為Al3++3OH-=Al（OH）3↓，Cu2++2OH-能溶解部分或全部氫氧化鋁，其離子方程式為Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，這必將導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)量的減少。

（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特征推斷，銅元素由+2價(jià)降為+1價(jià)，鋁元素化合價(jià)不變，由此推斷反應(yīng)前后升價(jià)元素一定是氧，且化合價(jià)由-2價(jià)升為相鄰的0價(jià)，即缺少的生成物為氧氣；根據(jù)化合價(jià)升降法配平可得：（4）5.0kg=5.0×103g，銀銅合金廢料中銅的質(zhì)量為5.0×103g×63.5%，銅元素的相對原子質(zhì)量為63.5，由m/M=n可求銅的物質(zhì)的量為5.0×103g×63.5%÷63.5g/mol=50mol，根據(jù)銅守恒可得轉(zhuǎn)化關(guān)系式：Cu～CuAlO2，其中CuAlO2與Cu的物質(zhì)的量之比等于系數(shù)之比，則銅完全轉(zhuǎn)化可以變?yōu)?0molCuAlO2；根據(jù)鋁守恒可得轉(zhuǎn)化關(guān)系式：Al2（SO4）3～2CuAlO2，其中Al2（SO4）3與CuAlO2的物質(zhì)的量之比等于系數(shù)之比，則至少需要25molAl2（SO4）3；由V=n/c可求至少需要硫酸鋁溶液的體積為25mol÷1.0mol/L=25L。

（5）膽礬的化學(xué)式為CuSO4·5H2O，是硫酸銅溶液結(jié)晶析出的結(jié)晶水化合物，根據(jù)混合物分離和提純的方法推斷，從硫酸銅溶液中得到膽礬的基本操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌和干燥。

歸納總結(jié)：此類題的復(fù)習(xí)可以讓學(xué)生全面有序地回顧中學(xué)化學(xué)中常見元素的單質(zhì)和化合物的化學(xué)性質(zhì)和相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。如以下幾種轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，在復(fù)習(xí)的時(shí)候要求學(xué)生熟悉相互轉(zhuǎn)化的方程式和反應(yīng)條件。

通過這樣的復(fù)習(xí)總結(jié)，學(xué)生不會在以考查基本轉(zhuǎn)化為背景的化工流程題上失手。

三、以考查化學(xué)反應(yīng)原理為背景的化工流程題

例3 （2013年新課標(biāo)）鋰離子電池的應(yīng)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(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時(shí)，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)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）。

回答下列問題：

（1）LiCoO2中，Co元素的化合價(jià)為___________。

（2）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_____________。

（3）“酸浸”一般在80℃下進(jìn)行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式___________；可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點(diǎn)是_____________。

（4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。

（5）充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時(shí)電池反應(yīng)方程式__________。

（6）上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是_____________。在整個(gè)回收工藝中，可回收到的金屬化合物有_____________（填化學(xué)式）。

解析：要完整地解出這道題，必須先理解并獲取題目中給出的有用信息。工藝流程比較繁雜，必須冷靜、從容地閱讀、分析，理出有關(guān)回收各金屬資源的關(guān)鍵反應(yīng)信息。如：

（1）正極的材料的組成（鈷酸鋰、乙炔黑和鋁箔）。（2）充電時(shí)，電池負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)6C+xLi++xe-=LixC6；（3）正極堿浸后得到的濾液含Al3+，可從中得到氫氧化鋁，而濾渣在酸性環(huán)境下發(fā)生還原反應(yīng)，得到的溶液中含Co2+；（4）最終回收得到金屬資源是Al（OH）3、CoCO3、Li2SO4。

運(yùn)用以上信息，結(jié)合已學(xué)的元素化合物知識和化學(xué)基本概念，就可以解答好各小題。

（1）可依據(jù)化合物元素化合價(jià)代數(shù)和為0求得。

（2）從題中信息——正極堿浸后得到的濾液含Al3+，可以知道“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Al+2OH-+6H2O=2Al（OH）4-+3H2↑。

（3）80℃下進(jìn)行的“酸浸”過程發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，正極材料LiCoO2轉(zhuǎn)化為Co2+；說明H2O2是反應(yīng)的還原劑（容易按經(jīng)驗(yàn)錯(cuò)誤判斷為氧化劑，導(dǎo)致錯(cuò)解或無法解答），并伴隨著H2O2分解的副反應(yīng)（容易忽略）：

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

使用鹽酸代替硫酸進(jìn)行酸化的缺點(diǎn)在于鹽酸可以被氧化劑氧化，析出氯氣，污染較大。

（4）“沉鈷”過程中發(fā)生的反應(yīng)是硫酸鈷和碳銨作用析出碳酸鈷，酸性的硫酸鈷溶液和碳銨的作用：CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O，該反應(yīng)中有二氧化碳析出，可能被忽略。

（5）要正確書寫電池放電的反應(yīng)方程式，必須弄清放電過程兩個(gè)電極參與反應(yīng)的物質(zhì)和生成的物質(zhì)各是什么。比較簡單的解答方法是依據(jù)試題給出的電池充電時(shí)電極的變化，寫出充電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式，它的逆反應(yīng)就是答案。因?yàn)樵囶}說明充電時(shí)，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)6C+xLi++xe-=LixC6，又據(jù)充放電過程發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，可知，充電時(shí)正極發(fā)生的是氧化反應(yīng)：LiCoO2-xLi+-xe-=Li1-xCoO2，由此得充電的總反應(yīng)：LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6。

則放電的總反應(yīng)：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C。

（6）可從回收流程提供的信息中得到。

歸納總結(jié)：用工藝流程題的方式考查化學(xué)反應(yīng)原理知識，此類題型涉及熱化學(xué)方程式、電化學(xué)、化學(xué)平衡、氧化還原反應(yīng)等知識。綜合性較強(qiáng)，能力要求較高，老師在進(jìn)行復(fù)習(xí)的時(shí)候要注意歸納總結(jié)，無論考查形式、題型如何變化，抓住每一塊知識的核心內(nèi)容，以不變應(yīng)萬變，總能找到突破口。

總之，對于知識零散性較強(qiáng)、系統(tǒng)性較差的化學(xué)學(xué)科，面對考查面廣的化工流程題，用總結(jié)歸納的方法復(fù)習(xí)化工流程題是一種行之有效的方法。同時(shí)，對化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)、元素化合物知識、化學(xué)反應(yīng)原理等知識也可以加強(qiáng)鞏固。

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