【題目】鉆酸鋰電池成用廣泛,電池正極材料主要含有LiCoO2、導電劑乙炔黑。鋁箔及少量Fe,可通過下列實驗方法回收鈷、鋰。
幾種金屬離子沉淀完全(離子濃度為10-5mol/L)的pH如下表:
離子 | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Co2+ |
溶液pH | 3.2 | 4.7 | 9.0 | 9.2 |
回答下列問題:
(1)LiCoO2中,Co元素的化合價為_______,濾液I的主要成分是______。
(2)已知:氧化性Co3+>H2O2>Fe3+,“酸浸”過程中H2O2所起主要作用是______!調節(jié)pH”除去的離子主要有Al3+和____。
(3)酸浸時浸出率隨溫度變化如圖所示,溫度升高至50℃以上時浸出率下降的原因是________。
(4)“萃取”和“反萃取“可簡單表示為: Co2++2(HA)2Co(HA2)2+2H+則反萃取過程加入的試劑X是_______。
(5)向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液,發(fā)生反應的離子方程式為__________。
【答案】 +3 NaAlO2、NaOH 將Co3+還原為Co2+ Fe3+ 溫度升高,H2O2分解速率加快,參與酸浸反應的H2O2的量減少,導致浸出率下降 H2SO4溶液 Co2++2HCO==CoCO3↓+CO2↑+H2O
【解析】(1)根據(jù)化合物中,化合價的代數(shù)和為0知,LiCoO2中,Co元素的化合價為+3價;正極中含有鋁,鋁易溶于強堿溶液生成NaAlO2,濾液I的主要成分是NaAlO2、NaOH;(2)已知:氧化性Co3+>H2O2>Fe3+,“酸浸”過程中H2O2起還原劑作用,將Co3+還原為Co2+;“調節(jié)pH”除去的離子主要有Al3+和Fe3+;(3)溫度升高,H2O2分解速率加快,參與酸浸反應的H2O2的量減少,導致浸出率下降;(4)“萃取”和“反萃取“可簡單表示為: Co2++2(HA)2Co(HA2)2+2H+則反萃取過程加入的試劑X是一種酸溶液,結合后面產(chǎn)生的硫酸鈷可知,X為H2SO4溶液;(5)向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液得到CoCO3,則應該發(fā)生雙水解,發(fā)生反應的離子方程式為Co2++2HCO==CoCO3↓+CO2↑+H2O。
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【題目】鋁土礦(主要成分為Al2O3,還含有SiO2、Fe2O3)是工業(yè)上制備氧化鋁的主要原料.工業(yè)上提取氧化鋁的工藝流程如下:
(1)沉淀A的成分是(填化學式)_________。
(2) 步驟②中加入過量NaOH溶液發(fā)生反應的離子方程式,除了H++OH﹣=H2O還有:
_____________________________、________________________________;
(3) 步驟③中通入過量CO2氣體而不加入過量鹽酸的理由是___________________;
(4) 準確稱取8g鋁土礦樣品,加入一定量試劑a的溶液,使其中的Al2O3、Fe2O3恰好溶解;然后,向濾液中加入10mol·L-1的NaOH溶液,產(chǎn)生沉淀的質量與加入NaOH溶液的體積關系如圖所示,則樣品中Al2O3的百分含量為_________。
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【題目】弱電解質的電離平衡、鹽類的水解平衡和難溶物的溶解平衡均屬于化學平衡。
Ⅰ.己知H2A在水中存在以下平衡:H2A=H++HA-,HA-H++A2-
(1)某溫度下,若向0.1mol·L-1的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 mol·L-1 KOH溶液至溶液呈中性(忽略混合后溶液的體積變化)。此時該混合溶液中的下列關系一定正確的是__________。
A.c(H+)·c(OH-)=l.0×10-14
B.c(Na+)+c(K+)=c(HA-)+2c(A2-)
C.c(Na+)>c(K+)
D.c(Na+)+c(K+)=0.05mol·L-1
(2)己知常溫下H2A的鈣鹽(CaA)的飽和溶液中存在以下平衡:CaA(s)Ca2+(aq)+A2+(aq) △H>0。若要使該溶液中Ca2+濃度變小,可采取的措施有____________。
A.升高溫度 B.降低溫度
C.加入NH4Cl晶體 D.加入Na2A固體
Ⅱ.含有Cr2O72-的廢水毒性較大,某工廠廢水中含5.0×10-3mol·L-1的Cr2O72-。為了使廢水的排放達標,進行如下處理:
(1)該廢水中加入綠礬和H+,發(fā)生反應的離子方程式為________________________。
(2)若處理后的廢水中殘留的c(Fe3+)=2.0×10-13mol·L-1,則殘留的Cr3+的濃度為___________。(已知:Ksp[Fe(OH)3)]=4.0×10-38, Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31)
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【題目】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉,最多能溶19.2 g(已知硝酸只被還原為NO氣體)。向另一份中逐漸加入鐵粉,產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質量增加的變化如下圖所示。下列分析或結果不正確的是
A. 圖中,AB段的反應為Fe+2Fe3+===3Fe2+,溶液中溶質最終為硫酸亞鐵
B. 原溶液中硫酸濃度為2.5 mol·L-1
C. 原混合溶液中硝酸根離子的物質的量為0.2 mol
D. 圖中,OA段產(chǎn)生的氣體是一氧化氮,BC段產(chǎn)生的氣體是氫氣
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【題目】在一固定休積的密閉容器中,充入2molA和1molB,發(fā)生如下反應2A(g)+B(g)xC(g) 平衡后,C的體積分數(shù)為W%,若維持容器容君和溫度不變,0.6molA、0.3molB和1.4molC為起始物質。達到平衡后,C的體形分數(shù)也為W%。平衡后若縮小容器體積,C的體和分數(shù)C%、混合氣體平均相對分子質量(M)、平衡常數(shù)(K)和正反應速率[V(正)],隨壓強(P)的變化,一定符合的是
A. A B. B C. C D. D
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【題目】某同學在實驗中不小心將幾滴新制氯水滴入盛有溴化亞鐵溶液的試劑瓶中,發(fā)現(xiàn)溶液變成了黃色,根據(jù)已有化學知識,請你參與上述現(xiàn)象形成原因的分析與探究:
(1)提出問題猜想:
猜想一:溶液呈黃色是因發(fā)生離子反應①_________________________________________(填離子方程式)所致。
猜想二:溶液呈黃色是因發(fā)生離子反應②______________________________________(填離子方程式)所致。
(2)設計實驗并驗證
為驗證①與②中是哪個原因導致了溶液變黃色,設計并進行了以下實驗。請根據(jù)以下所給試劑,進行合理選用,完成實驗方案1和方案2:__________________、______________、__________________、______________。
(3)實驗結論:以上實驗不僅驗證了溶液變黃的真實原因,同時證明了Fe2+的還原性比Br-______________(填“強”或“弱”)。
(4)實驗反思
Ⅰ.根據(jù)上述實驗推測,若在溴化亞鐵溶液中滴入足量氯水,再加入CCl4并充分振蕩后靜止,產(chǎn)生的現(xiàn)象是______________________________________。
Ⅱ.在100 mL FeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(標準狀況),溶液中有1/2的Br-被氧化成單質Br2,則原FeBr2溶液中FeBr2的物質的量濃度為__________。
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【題目】2017年5月海底天然氣水合物(俗稱“可燃冰”)試采成功,這是我國能源開發(fā)的一次歷史性突破。一定條件下,CH4和CO2都能與H2O形成如下圖所示的籠狀結構(表面的小球是水分子,內部的大球是CH4分子或CO2分子;“可燃冰”是CH4與H2O形成的水合物),其相關參數(shù)見下表。
(1)CH4和CO2所含的三種元素電負性從大到小的順序為_______;碳原子的最高能級的符號是_______,其電子云形狀是_______。
(2)CO2分子中碳原子的雜化軌道類型為_______,分子的立體構型為_____。CO2與SO2相同條件下在水中的溶解度較大的是SO2,理由是________。
(3)為開采海底的“可燃冰”,有科學家提出用CO2置換CH4的設想。已知上圖中籠狀結構的空腔直徑為0.586nm,根據(jù)上述圖表,從物質結構及性質的角度分析,該設想的依據(jù)是_______。
(4)“可燃冰”中分子間存在的作用力是氫鍵和_________,上圖中最小的環(huán)中連接的原子總數(shù)是_______。
(5)水在不同的溫度和壓力條件下可形成11種不同結構的晶體,密度從比水輕的0.92g/cm3到約為水的1.5 倍。冰是人們迄今已知的由一種簡單分子堆積出結構花樣最多的化合物。其中冰- Ⅶ的晶體結構為一個如圖所示的立方晶胞,每個水分子與周圍4個水分子以氫鍵結合。設O-H…O距離為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該冰- Ⅶ晶體的密度為____ g/cm3(列出計算式即可)。
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【題目】短周期主族元素X、Y、Z、R、T的原子半徑與原子序數(shù)關系如下圖所示。R原子最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍,Y與Z能形成Z2Y、Z2Y2型離子化合物,Z與T形成的化合物Z2T能破壞水的電離平衡。下列推斷正確的是
A. 原子半徑和離子半徑均滿足:Y<Z
B. 氫化物的沸點不一定是:Y>R
C. 最高價氧化物對應水化物的酸性:T<R
D. 由X、R、Y、Z四種元素組成的化合物水溶液一定顯堿性
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【題目】N2O5是一種新型硝化劑,在一定溫度下可發(fā)生以下反應:
2N2O5(g)4NO2(g)+ O2(g) ΔH>0
T1溫度時,向密閉容器中通入N2O5,部分實驗數(shù)據(jù)見下表:
時間/s | 0 | 500 | 100 0 | 150 0 |
c(N2O5)/mol·L-1 | 5.00 | 3.52 | 2.50 | 2.50 |
下列說法中不正確的是
A.500 s內N2O5分解速率為2.96╳10-3mol·L-1·s-1
B.T1溫度下的平衡常數(shù)為K1=125,平衡時N2O5的轉化率為50%
C.T1溫度下的平衡常數(shù)為K1,T2溫度下的平衡常數(shù)為K2,若T1>T2,則K1<K2
D.達平衡后其他條件不變,將容器的體積壓縮到原來的1/2,則c(N2O5)> 5.00 mol·L-1
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