【題目】Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料,可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備,工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)“酸浸”實驗中,鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知,當(dāng)鐵的凈出率為70%時,所采用的實驗條件為___________________。
(2)“酸浸”后,鈦主要以TiOCl42-形式存在,寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式__________________。
(3)TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40 min所得實驗結(jié)果如下表所示:
溫度/℃ | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率% | 92 | 95 | 97 | 93 | 88 |
分析40℃時TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因__________________。
(4)Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4,其中過氧鍵的數(shù)目為__________________。
(5)若“濾液②”中c(Mg2+)=0.02 mol/L,加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5 mol/L,此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?___________(列式計算)。
FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.3×10-22、1.0×10-24。
(6)寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式______。
【答案】 100℃、2h,90℃,5h FeTiO3+ 4H++4Cl = Fe2++ TiOCl42 + 2H2O 低于40℃,TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加;超過40℃,雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降 4 Fe3+恰好沉淀完全時,c(PO43-)= mol·L1=1.3×10-17 mol·L1,c3(Mg2+)×c2(PO43-)=(0.01)3×(1.3×10-17)2=1.7×10-40<Ksp [Mg3(PO4)2],因此不會生成Mg3(PO4)2沉淀。 2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑
【解析】(1)由圖示可知,“酸浸”時鐵的凈出率為70%時所需要的時間最短,速率最快,則應(yīng)選擇在100℃、2h,90℃,5h下進(jìn)行;
(2)“酸浸”時用鹽酸溶解FeTiO3生成TiOCl42時,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為FeTiO3+4H++4Cl=Fe2++ TiOCl42 + 2H2O;
(3)溫度是影響速率的主要因素,但H2O2在高溫下易分解、氨水易揮發(fā),即原因是低于40℃,TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加;超過40℃,雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降;
(4)Li2Ti5O15中Li為+1價,O為-2價,Ti為+4價,過氧根(O22-)中氧元素顯-1價,設(shè)過氧鍵的數(shù)目為x,根據(jù)正負(fù)化合價代數(shù)和為0,可知(+1)×2+(+4)×5+(-2)×(15-2x)+(-1)×2x=0,解得:x=4;
(5)Ksp[FePO4]=c(Fe3+)×c(PO43-)=1.3×10-2,則c(PO43-)==1.3×10-17mol/L,Qc[Mg3(PO4)2]=c3(Mg2+)×c2(PO43-)=(0.01)3×(1.3×10-17)2=1.69×10-40<1.0×10—34,則無沉淀。
(6)高溫下FePO4與Li2CO3和H2C2O4混合加熱可得LiFePO4,根據(jù)電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑。
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【題目】填空:
(1)堿金屬元素原子最外層的電子都是________個,在化學(xué)反應(yīng)中它們?nèi)菀资?/span>________個電子。
(2)堿金屬元素中還原性最強(qiáng)的是________,原子半徑最小的是________。
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【題目】(Ⅰ)有機(jī)物A、B、C、D、E之間發(fā)生如下的轉(zhuǎn)化:
(1)寫出C物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式:_________________;
(2)上述②~⑧轉(zhuǎn)化反應(yīng)中,屬于取代反應(yīng)的有____________;屬于加成反應(yīng)的有_______________________(用反應(yīng)序號填寫);
(3)向A的水溶液中加入新制的Cu(OH)2并加熱時產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象是__________________________________________________________;
請寫出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)反應(yīng)方程式:
(4)B + D → E:_______________________________________________;
(5)乙烯生成聚乙烯:__________________________________________;
(Ⅱ)己知葡萄糖在乳酸菌的作用下轉(zhuǎn)化為乳酸,乳酸的結(jié)構(gòu)簡式為。
試回答:
(6)乳酸分子中含有________________和_______________兩種官能團(tuán)(寫名稱);
(7)乳酸與金屬鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________;
(8)足量乳酸與Na2CO3溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________;
(9)乳酸在濃硫酸作用下,兩分子相互發(fā)生酯化反應(yīng)生成環(huán)狀酯,此環(huán)狀酯的結(jié)構(gòu)簡式為 ______________________________________。
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【題目】關(guān)于鈉的說法正確的是:
A. 4.6g鈉溶于水所得溶液中.要使100個水分子溶有1個鈉離子,需要水的質(zhì)量是360g
B. 根據(jù)金屬間置換的原理,把一小粒金屬鈉放入硫酸銅溶液中,可以生成金屬銅
C. 當(dāng)鈉、鉀等金屬不慎著火時,可以用沙子撲滅、水澆滅等方法
D. 少量的金屬鈉長期暴露在空氣中,它的最終產(chǎn)物是Na2CO3而不是NaHCO3
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【題目】已知有原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E五種短周期元素和過渡元素F,其相關(guān)信息如表所示:
1 | A與C形成化合物的水溶液呈堿性 |
2 | B的最高正價與最低負(fù)價的代數(shù)和為0 |
3 | D的常見化合物的焰色反應(yīng)為黃色 |
4 | E是同周期中簡單離子半徑最小的元素 |
(1)上述六種元素中,金屬性最強(qiáng)的元素在周期表中的位置是__________________。
(2)分子式為B5Al2且其一氯代物只有一種的有機(jī)物的名稱為_______________________。
(3)C元素的氣態(tài)氫化物與其最高價氧化物對應(yīng)的水化物化合生成M,M的水溶液呈______性;將M的濃溶液滴加到Mg(OH)2懸濁液中,描述現(xiàn)象并解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因__________________。
(4)D元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物與E元素的單質(zhì)反應(yīng)的離子方程式為_______________。
(5)F與B形成的合金在潮濕的空氣中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕形成紅棕色固體,腐蝕過程中正極的電極反應(yīng)式為__________________。
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【題目】由金屬Na、Cu、C、N、B等元素組成的物質(zhì)在生活和工業(yè)上有著廣泛用途。
(1)基態(tài)Cu+的外圍電子軌道式為_______。
(2)H3BNH3是儲氫材料,其制備原理為:3CH4+2(HB=NH)3+6H2O→3CO2+6H3BNH3,其中(HB=NH)3是一種六元環(huán)狀化合物;衔颒3BNH3中B原子的雜化方式為_______;1個(HB=NH)3分子中含有 ___個σ鍵。
(3) B、C、N、O原子的第一電離能由大到小的順序為_____________________。
(4)金屬晶體的四種堆積如下圖,金屬鈉的晶體堆積模型為____(填字母)。
(5)已知NaCl的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,密度為pg·㎝-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA mol-1,在NaCl晶體中,兩個距離最近的Cl-中心間的距離為____________。
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【題目】凱氏定氨法是測定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法,其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成銨鹽,利用如圖所示裝置處理銨鹽,然后通過滴定測量。已知:
NH3+H3BO3=NH3·H3BO3;
NH3·H3BO3+HCl= NH4Cl+ H3BO3。
回答下列問題:
(1)a的作用是_______________。
(2)b中放入少量碎瓷片的目的是____________。f的名稱是__________________。
(3)清洗儀器:g中加蒸餾水:打開k1,關(guān)閉k2、k3,加熱b,蒸氣充滿管路:停止加熱,關(guān)閉k1,g中蒸餾水倒吸進(jìn)入c,原因是____________;打開k2放掉水,重復(fù)操作2~3次。
(4)儀器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示劑,銨鹽試樣由d注入e,隨后注入氫氧化鈉溶液,用蒸餾水沖洗d,關(guān)閉k3,d中保留少量水,打開k1,加熱b,使水蒸氣進(jìn)入e。
①d中保留少量水的目的是___________________。
②e中主要反應(yīng)的離子方程式為________________,e采用中空雙層玻璃瓶的作用是________。
(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)樣品m 克進(jìn)行測定,滴定g中吸收液時消耗濃度為cmol·L-1的鹽酸V mL,則樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________%,樣品的純度≤_______%。
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【題目】實驗是進(jìn)行化學(xué)研究的重要環(huán)節(jié),下列有關(guān)化學(xué)實驗的說法錯誤的是
A. 用酒精燈外焰加熱鋁箔,鋁箔熔化但不滴落,說明Al2O3的熔點比Al的熔點高
B. 可用勒夏特列原理解釋2NO2(g)N2O4(g)體系加壓后顏色變深
C. 用酸性KMnO4溶液驗證草酸的還原性
D. 向滴有KSCN的FeCl3溶液中加入NaOH溶液以研究反應(yīng)物濃度對化學(xué)平衡的影響
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【題目】下列物質(zhì)中,可以證明某化合物內(nèi)一定存在離子鍵的是( )
A.可溶于水B.水溶液能導(dǎo)電
C.具有較高的熔點D.固體不導(dǎo)電,但熔融狀態(tài)能導(dǎo)電
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