1、熔 融 電解工流程熔 融一典例SCR 催劑是工業上廣泛應用燃煤煙氣脫硝催化劑要成分為 TiO O 及量 、2 2 5 2Al O Fe O 等。一種從廢 催中回鎢的工藝如下：2 3 2 3回答下列問題(1)酸浸還中 V O 轉化成可溶于水的 VOC O ， O 中 V 的價_該反應的化學2 5 2 4 2 4方程式。可用濃酸代替草酸，但缺點_(2)堿浸時 WO 化為 WO23 4的離子方程式_(3)試劑 a可用選填鹽酸、氧化”水”。渣主要成分。(4)溫下 K Ca(OH) =5.5106sp 2 sp 94。“鎢程中不斷加入石灰，當測液中pH=13 時，c(WO)為_molL4(留 2 效數字

2、)(5)熔融電解”程中陰極反應為 WO4方程式解釋該現_。+6e=W+4O電解過程中石陽極有損耗并有氣體產生，用反應【案了回收釩的速度V O 3H O =2VOC O 2 與五氧化二釩的反應速率下降低（2 WO 2OH2- +H 2（3氨Al(OH)3、Fe(OH)3（45mol/L（5 = 2CaO 【析從廢催化劑中回收金屬鎢，先項催化劑中加入 HC 溶進酸浸還原回收釩；再加入氫 2 2 4氧化鈉，反應后進行過濾得到鈦；再加入氨水調節 pH，過濾掉氫氧化鋁和氫氧化鐵；再加入灰乳過濾得到 CaWO，最后熔融狀態下電解得到金屬(1)VOC O 中，C 3 價，O 為- 價，則可得出 V 為+ 價

3、 4 2 4反應方程式為V 3H C =2VOC O O 2 2 ，用濃鹽酸代替的缺點為，濃鹽的酸性較強，與五 氧 化 二 釩 的 反 應 速 率 下 ， 降 了 回 收 釩 的 速 度 ； 3轉 化 為 WO 4的 離 子 方 程 式 為WO 2OH=WO+H O(3)試 a 可氨調 ，加入可能會直接導 pH7，而氫氧化鈉為強sp熔 融堿，不利于精準調至 pH=9)，渣要沉得 Al(OH)sp熔 融3 Fe(OH) (4)pH=13 時， pH=lgc(H 3) ，K =c(H+w)c(OH14， 可 得 c(OH)=0.1mol/L 又 為 (Ca(OH) sp 226， 所 以c(Ca4

4、，而 Ksp 2+4)c(WO4)，所以2-)=K 5.5 =1.6 ；陽去電子，發生了氧反應，題目已知，陽極有損耗且有氣體產，則說明有二氧化碳生成，故反應方程式為： = 2CaO 。二模練1用含鋰廢(主金屬元素的含量Ni6.55%Ca6.41%Mg13.24%)制 Li CO ，其制2 3備 +電池的正極材料 LiFePO4。部分工藝流程如下：資料： 、濾液 中子的濃(gL) ：iiEDTA 某些二價金屬離子形成穩定的水溶性合物。 iii某些物質的溶解(S)如表示： CO 粗2 3（1）上述流程中為加快化學反速率而采取的措施_。 （2）濾渣 2 主要成分_。（3）向濾液 2 中加入 ，加入飽

5、和 的操作_CO 液90C 下反應后，分離固體 Li CO 粗 2 3 2 3（4）處理 1kg 含 3.50%的，鋰的出率為 a，+轉 Li CO 的率 b，則粗品中含 Li CO2 3 2 3的質量_。 CO 粗2 3（5 CO 轉 LiHCO 后法解 溶備高純度 電池級 Li CO 。 2 3 3 3 2 3電解原理如圖所示，陽極的電極應式_，使用_填陽“陰”離換膜。III備 4（6將電池級 Li CO 和 CFePO 高下反應 和一種可燃氣體，該反應的化學方程式是2 3 4 4_【案研磨、熱（2）2、 、Ca(OH)2 2（3）趁熱過濾（4）185ab（5）4HCO 3-4e +2H

6、O2 2 2陽高溫（6）Li CO 2LiFePO 2 3 4 4【析為加快含鋰廢主金屬元素的含量Li3.50%Ca6.41%、Mg13.24%)的浸速率，將其研磨粉碎，并用稀硫酸 度下溶浸，由于硫酸鈣屬于微溶物，經過濾，成含有 Li+、2+、Mg2+SO4、少量 2+濾液 ， 含有硫酸鈣和不溶于硫酸的雜質，向濾 1 中入氧鈉調PH 值 12將 NiMg少 Ca2+轉化為 Ni(OH)2Mg(OH) Ca(OH) 過濾主要含有 + 2 224和極少量 Ni2+Mg2+Ca的 2，渣 2 有 Ni(OH) Mg(OH) Ca(OH) ，向濾液 中 EDTA 將2 2 2少量 Ni、Ca2+為穩定

7、的絡合物，再加入飽和碳酸鈉溶液將 +化為碳酸鋰沉淀，并加熱，趁熱過濾，用熱水洗滌分離出碳酸鋰再經過一系列操作最終制取正極材4，據此分析解答根析和上述流程圖示中為加快化學反速率而采取的措施是研磨 70； 根析和資料 i，Ni、Mg 在溶液中的濃度變化較大 2 要成分含有 Ni(OH) 和 Ca(OH) 濾液 中加 ，2 2 2與 Ni2+、Mg2+轉穩定的絡合物，從而確保它們不與 +一淀，再加入飽 Na CO 溶，90C2 3下充分反應后，形成碳酸鋰的熱和溶液，通過趁熱過濾分離出固體碳酸鋰的粗品理 1kg 含 3.50%的廢渣，鋰的浸出率為a + 化為Li2CO 的率為 b廢渣中出鋰的物質的量為

8、 31000g 3.50% a= 3.50% mol轉化為 Li CO 的的物質的量為2 3 3.50% b，鋰素守恒，則碳酸鋰2 3的物質的量為2 31000 3.50% a 1000 ，品中含 Li CO 的質量是7 2 2mol 74g/mol=185abg (5) Li CO 轉為 LiHCO 后隔膜法電解 液HCO -參與電極反應轉化為二化碳，才能制2 3 3 3 3備高純度的 解生反應極反應式 43- +3O +2H O； 2 2 2Li+移向陰極生成 使了子交換膜將級 Li CO 和 C 高反應 LiFePO2 3 4 4高溫和一種可燃性氣體質守恒燃性氣體應是一氧化碳反化學方程式

9、是 CO +2C+2FePO =2 3 42LiFePO 。42鎳(及其化合物廣泛應用于生產電池、電鍍催化劑等領域。(1)NiSO 6H O 晶種綠色易溶于水的晶體，廣泛用于化學鍍鎳、生產電池等，可由鍍廢除鎳4 2外，還含有 Cu2+Zn2+、等為料獲得。操作步驟如：入 Na S 的是 知： K (FeS)=6.3102 sp Ksp(CuS)=1.31036 sp(ZnS)=1.310，K (NiS)=1.11021sp用酸鈉 代 H O ，氯酸鈉與濾的離子程式_。3 2 2濾液加 NaOH 調 pH 在圍內生成氫氧化鐵沉淀。已知常溫下 e(OH) 的 =1.0103 sp若要使溶液中 3+

10、)1.010molL，則應該控制溶液 pH 范小_。作括過程：過濾，用 H 溶，_過濾、無水乙洗滌獲得 NiSO 6H 晶。2 4 4 2(2)雙三解法處理含鎳水的原理示意圖，陽極的電極反應式 ；解過程中需要控制溶 液 為 右，原因。【案除去溶液中的 Zn2+和 Cu2+2+3+=6Fe3+Cl O 32蒸發濃縮、冷卻結晶（4OH-4e O+O 過 Ni2+ 2 2會形成氫氧化物沉淀 過時氣析出，降低鎳的回收率【析廢渣（除含鎳外，還含 、Cr 素的化合物雜質溶解調節 過濾后除去鐵離子液有二價鐵離價離離離等雜質液 I 入硫化鈉形成 CuSZnS沉淀，可除去銅離子、鋅離子，濾，濾液 加 HO 是鐵

11、氧化成三價鐵，再通過調節 使鐵 2 22 和三價鉻都以氫氧化物的沉淀而去液有性硫酸鹽要 NiSO2 4還有 Na SO 再碳酸鈉沉 2 4淀二價鎳，過濾、洗滌，然后與酸反應生成 NiSO4晶體上可知，加入 Na S 的是除去2溶液中 2+、 Zn2+； 入氧化劑將濾液 的 Fe2+轉化成 3+，氯酸鈉與濾 離子方程式為：6Fe2+ 3+=6Fe+Cl ；中 c(Fe3+2)1.010molL1，- )=3K Fe(OH) 33+ 3 1.010111，常溫下，c(H + K ) 則應該控制溶液 pH 范不 3溶液中得到晶體，還需要的操作是蒸發濃縮、冷卻結晶氧子發生氧化反應生氧氣，反應 式為4O

12、H-4e=2H O+O ；pH 過高鎳離子形成氫氧化物沉淀pH 過，氫子放電較多，有氫氣析出， 也不利于 Ni 的收，故電解過中，需要控制溶液 pH 為 4 左。3欲降低廢水中重金屬元素鉻毒性，可將 Cr O22 7轉化為 Cr(OH) 沉除去。已該條件下：3（1）某含鉻廢水處理的主要流如圖所示： 初 沉 中 加 入 的 混 凝 是 K SO Al (SO ) 24H O ， 作 用 為 ( 離 子 方 程 式 表 示 )_2 4 2 4 3 2_。應中發生主要反的離子方程式是 Cr O2 73+=2Cr3+2+4H O。據沉法和“4 2法”的理中加入 溶中發主要反應的離子方程式_、 _證明

13、沉完的法。（2）工業可用電解法來處理含 CrO2 7廢水。實驗室利用如圖裝置模擬理含 Cr 22 7的廢水，陽極反應式是 Fe-2e=Fe2+應 +2e=H 2與酸性溶液中 Cr22 7反應的離子方程式，得到的金屬陽離子在陰極區可沉完全。用電解法處理該溶液中 0.01mol _gO2 7時，至少得到沉淀的質量是【案 O Al(OH) (體)+ 2 3Cr +3 O2測定溶液的 pH若 pH8，則證明 Cr沉完（2）CrO2 7+14H+3+3+ 8.482【析 Al (SO ) 24H O 為電解質，在溶液中完全電離，成 Al3+2 4 2 4 3 2和 24、+，3+能水解生成氫氧化鋁膠體A

14、l+3H Al(OH) （體+ 2 3，氫氧化鋁膠體具有吸附性，能附水中的懸浮物，所以能作凈水劑，故答案為 Al3+ 2Al(OH) (膠 )+ 3； 應池中發生主要應的離子方程式是 CrO2 73 +3SO2 ，反應后溶液中有 H+、Cr；據沉法和中和法的原理， 4 2向 沉 淀 池 中 加 入 NaOH 溶 液 會 H+發 生 反 應 H+OH=H O ， Cr2與 NaOH 發 反 應Cr=Cr(OH) 給信息可知 沉全時 為 定液 3 3則證明 Cr3+沉淀完全，故答案為3+=Cr(OH) 、H+3+OH=H O；定溶液的 pH pH，則證明 2Cr沉淀完全鐵離子與 22 7發生氧化還

15、原反應，被還原為 3+，重鉻酸根具有強氧化性，能將成的亞鐵離子氧化為三價，即 2+ O2+14H+=6Fe+2Cr3+ O；隨著電解進行，溶液中 +2 7 2)逐漸減少，打破了水的電離平衡，促進了水電離，使溶液 OH濃度增大，溶液的堿性增強，生成 Fe(OH)3和 Cr(OH)3沉淀，金屬陽離子在陰極區可沉完全；根據 CrO2 7+14H +6Fe3+ ，Cr3+ 2=Cr(OH) 、3Fe+3OH=Fe(OH) 知 0.01mol Cr O3 2 7，可生成 0.02mol Cr(OH) 0.06mol Fe(OH) ，至少得到沉淀的質量是3 30.02mol103g/mol+0.06mol

16、107g/mol=8.48g；答為Cr 22 7+6Fe2+14H 3+6Fe3+ O。 24從砷化鎵廢主成為 GaAs含 Fe O 、 雜質中鎵和砷的工藝流程如下：2 3 2 3已知：(既溶于也能溶于堿，與 NaOH 溶應生成 NaGaO 和 H 。2 2回答下列問題：(1)漿化是化鎵廢料轉變成懸濁液過程，其目的(2)化鎵GaAs)“堿浸時砷化 AsO 進溶該反應的化學方程式_。3 4(3)“ 堿 ” 的度控制在_(填。70，溫度不能過或過低的原因是_ “ 濾 I” 的為(4)浸出液中加 H “中和”節 和硅共沉淀，不同 pH 時率如下表示。根據表中2 4數據可知，“和的 應節至范內沉的果好

17、(5)旋流電時用惰性電極，則所液溶質主要_(學式，進循利，高 經濟效益。(6)用 240kg 含 的化料回收鎵到為 鎵 鎵收率_ (結果保留一位小。【案增大接觸面積，提高堿浸效率（使堿浸更充”等合理答案也可）（2GaA O AsO +6H Os 2 2 2 3 4 2（3溫過時速率慢，溫度過高易導致 H （45.06.0（5HSO2 4O 解2 2Fe 、2 3 3（697.6【析砷化鎵廢料，主要成分 含 Fe O 、 和 等，加入 NaOHH GaAs 2 3 2 3 2 2化為 、 ， 轉 Na SiO 進溶液Fe O 難溶于氧化鈉溶液形成濾浸2 3 4 2 2 3 2 3 3出液中加硫酸

18、調節 ， Ga(OH) H SiO 沉，鎵硅沉中入酸 生 (SO ) 溶3 2 3 3 2 4 3液，電解 Ga(SO ) 溶生 Ga、氣硫砷化鎵廢料轉變成懸濁液，以增大與氫氧化鈉、過氧 2 4 3化氫的接觸面積浸率化鎵(GaAs)在浸時O 反 AsO ， 2 2 2 3 4該反應的化學方程式為 GaAs+4NaOH+4H O +Na ；(3)浸溫度控制在 70右，溫2 2 2 3 4 度過低時堿浸速率慢，溫度過高導 HO 分解所以溫度不能過高或過低 O 溶于氫氧化鈉 2 2 2 3 3溶液“ I分為 Fe O 、CaCO ；(4)出液中加 H SO 進行中和，調節 使硅共沉淀2 3 3 2

19、4范圍在 5.06.0 ，鎵和硅沉淀高、砷沉淀率低，所“中 應調節至鎵和硅范圍 5.06.0 內(5)電解 Ga(SO ) 溶生成 Ga、氣硫酸，則所尾溶質主要是 H 可進行循環利用，提高經濟效 2 4 3 2 4益 (6) 若 240kg 含 3% 砷 廢 料回收 ，得 到 純度為 99% 的 鎵 ， 鎵 的 回收 率 為 99% 100%=97.6%。5硫酸鎳是一種重要的化工中體，是鎳行業研究的熱點。一種以石油化工中廢鎳催化成 3和 ，含少量 Fe O 、Cr O 為原料制備硫酸鎳的工業流程如圖： 2 2 3 2 3已知：、Ni(OH)2、 均溶Cr(OH) 是氫氧化物。 3 3 不于 N

20、H Cl-水的混合液Ni(OH) 溶 NH 氨水混合液生Ni(NH ) 2+3 4 2 4 3 6。請回答下列問題：(1)酸溶時提高浸取率，可采取的施_任出一)。(2)濾渣 的要分。(3)一次堿時，加入的 NaOH 液需過量，則含鉻微粒發生應的離子方程式_。 (4)氨解的為_，凈時入的 H S 的的是將鎳元素轉化_淀。2(5)氧化時反應的離子方程。(6)二次堿時溶液中的 Ni沉完離子濃度5molL時離沉淀完全)維持 c(OH)不低_(已知 Ni(OH) 的 K 152 sp，1.4)。(7) Ni 電極制取 Na 原理圖所示電在極附近生成紫紅色的 FeO 2-電解時陽2 4 4極的電極反應式_，離交換膜(為_(填陰或陽”離換膜。【案升高溫度、將廢鎳催化劑粉碎、攪拌等（2）2（3）Cr3+=CrO+2H O2 2（4）除去 Fe3+NiS（5）3=3Ni+2NO+3S+4H O2（6）1.410mol/L（7）-6e+8OH2+4H 4 2陰【析廢鎳催化要成分為 NiCO3和 SiO ，量 Fe O 、Cr O )原料制備硫酸鎳，加入 的硫 2 2 3 2 3酸酸溶 Fe O Cr 反進入溶液中SiO 不應