【題目】一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料數(shù)量可觀，廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在；鈷以Co2O3·CoO的形式存在，吸附在鋁箔的單面或雙面；鋰混雜于其中。從廢料中制取高純碳酸鈷（CoCO3)的工藝流程如圖：

（1）寫出一條加快堿溶速率的措施__。

（2）過程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出鈷。則浸出鈷的離子反應(yīng)方程式為__(產(chǎn)物中只有一種酸根)。該過程不能用鹽酸代替硫酸進(jìn)行酸化，原因是_。

（3）過程Ⅲ中碳酸鈉溶液的作用是沉淀Al3+和Li+，寫出沉淀Al3+的離子方程式__。

（4）過程Ⅳ沉鈷的離子方程式是__。

（5）CoCO3可用于制備鋰離子電池的正極材料LiCoO2，其生產(chǎn)工藝是將n(Li)：n(Co)=l：l的Li2CO3和CoCO3的固體混合物在空氣中加熱至700℃～900℃。試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式__。

【答案】廢料粉碎、升高溫度、增大堿液的濃度。 4Co2O3·CoO + S2O32-+ 22H+= 12Co2++ 2SO42-+ 11H2O Co2O3·CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl2，污染環(huán)境 2Al3++3CO32-+3H2O = 2Al(OH)3↓+3CO2↑ Co2++2HCO3-= CoCO3↓+CO2↑+H2O 2Li2CO3+4CoCO3+O2 4LiCoO2+ 6CO2↑

【解析】

（1）根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素回答加快堿溶速率的措施；

（2）過程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液，Co3+被還原為Co2+， S2O32-被氧化為SO42-；Co3+具有強(qiáng)氧化性，能把鹽酸氧化為氯氣；

（3）過程Ⅲ中碳酸根離子與Al3+發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳?xì)怏w；

（4）過程Ⅳ沉鈷是Co2+與HCO3-反應(yīng)生成CoCO3沉淀和二氧化碳?xì)怏w；

（5）將n(Li)：n(Co)=l：l的Li2CO3和CoCO3的固體混合物在空氣中加熱至700℃～900℃生成LiCoO2，氧氣把Co(Ⅱ)氧化為Co(Ⅲ)，根據(jù)電子守恒配平方程式。

（1）根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素，廢料粉碎、升高溫度、增大堿液的濃度都可以加快堿溶速率；

（2）過程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液，Co(Ⅲ)被還原為Co(Ⅱ)， S2O32-被氧化為SO42-，浸出鈷的離子反應(yīng)方程式為4Co2O3·CoO + S2O3 2-+ 22H+= 12Co2++ 2SO42- + 11H2O。Co2O3·CoO具有強(qiáng)氧化性，能把鹽酸氧化為Cl2，污染環(huán)境，所以不能用鹽酸代替硫酸進(jìn)行酸化；

（3）過程Ⅲ中碳酸根離子與Al3+發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳?xì)怏w，沉淀Al3+的離子方程式是2Al3++3CO32-+3H2O = 2Al(OH)3↓+3CO2↑；

（4）過程Ⅳ沉鈷是Co2+與HCO3-反應(yīng)生成CoCO3沉淀和二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)的離子方程式是Co2++2HCO3-= CoCO3↓+CO2↑+H2O；

（5）將n(Li)：n(Co)=l：l的Li2CO3和CoCO3的固體混合物在空氣中加熱至700℃～900℃生成LiCoO2，氧氣把Co(Ⅱ)氧化為Co(Ⅲ)，根據(jù)電子守恒配平方程式為2Li2CO3+4CoCO3+O2 4LiCoO2+ 6CO2↑。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】二甲醚是一種重要的清潔燃料，可替代氟氯代烷作制冷劑，利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下：

2H2（g）+CO（g）=CH3OH（g） ΔH=-90.8 kJ·mol-1

2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g） ΔH=-23.5 kJ·mol-1

CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g） ΔH=-41.3 kJ·mol-1

請(qǐng)回答下列問題。

(1)由 H2和CO直接制備二甲醚的總反應(yīng)：3H2（g）+3CO（g）=CH3OCH3（g）+CO2（g）的ΔH=________。一定條件下的密閉容器中，該總反應(yīng)達(dá)到平衡，要提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施有________（填字母代號(hào)）。

a．高溫高壓 b．加入催化劑 c．分離出CO2

d．增加CO的量 e．分離出二甲醚

(2)某溫度下反應(yīng)2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）的平衡常數(shù)為400。此溫度下，在密閉容器中加入CH3OH，反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分的濃度如下：

物質(zhì)

CH3OH

CH3OCH3

H2O

濃度/（mol·L-1）

0.44

0.6

0.6

①比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大�。�v正___（填“＞”“＜”或“=”）v逆。

②若加入CH3OH后，經(jīng)10 min反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)c（CH3OH）=________，該時(shí)間段內(nèi)v（CH3OH）=________。

(3)有研究者在催化劑（含Cu—Zn—Al—O和Al2O3）、壓強(qiáng)為5.0 MPa的條件下，在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得CH3OCH3產(chǎn)率隨溫度變化的曲線如圖甲所示。其中CH3OCH3產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因可能是_____________________________________。

(4)二甲醚直接燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，可用于電化學(xué)降解治理水中硝酸鹽的污染。電化學(xué)降解NO3-的原理如圖乙所示。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為____________________；若電解過程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子，則陽(yáng)極室減少的質(zhì)量為_________g。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【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(guān)系如下圖所示。Y與Z能形成Z2Y、Z2Y2型離子化合物,R原子最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍,T單質(zhì)但難溶于水微溶于酒精。下列說法正確的是

A. 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:R>T

B. 氫化物的沸點(diǎn)一定是Y>R

C. 原子半徑和離子半徑均滿足Y<Z

D. 由X、Y、Z、T四種元素組成的化合物中既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】如圖是化學(xué)課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的用化學(xué)電源（鋅銅硫酸原電池）使LED燈發(fā)光的裝置示意圖。下列有關(guān)該裝置的說法正確的是（ ）

A.銅片為負(fù)極B.鋅片上發(fā)生還原反應(yīng)

C.其能量轉(zhuǎn)化的形式主要是“化學(xué)能→電能→光能”D.如果將稀硫酸換成鹽酸，LED燈將不會(huì)發(fā)光

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】Ⅰ.某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)H2O2的分解做了如下探究，將質(zhì)量相同的粉末狀和塊狀的MnO2分別加入盛有15 mL5%的H2O2溶液的大試管中，并用帶火星的木條測(cè)試，下表是該實(shí)驗(yàn)小組研究影響H2O2分解速率的因素時(shí)記錄的一組數(shù)據(jù)。

MnO2

觸摸試管情況

觀察結(jié)果

反應(yīng)完成所需的時(shí)間

粉末狀

很燙

劇烈反應(yīng)，帶火星的木條復(fù)燃

3.5 min

塊狀

微熱

反應(yīng)較慢，火星紅亮但木條未復(fù)燃

30 min

(1)寫出大試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______。該反應(yīng)是______(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。

(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，催化劑的催化效果與____有關(guān)。

(3)某同學(xué)在10 mLH2O2溶液中加入一定量的MnO2，放出氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如下圖所示，則A、B、C三點(diǎn)所表示的反應(yīng)速率最慢的是____。

Ⅱ.某反應(yīng)在體積為5 L的恒容密閉容器中進(jìn)行，在0～3分鐘內(nèi)各物質(zhì)的量的變化情況如下圖所示(A，B，C均為氣體)。

(4)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

(5)反應(yīng)開始至2分鐘時(shí)，B的平均反應(yīng)速率為_____，A的轉(zhuǎn)化率為______。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】最近意大利羅馬大學(xué)的FuNvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子。N4分子結(jié)構(gòu)如圖所示，已知斷裂1 mol N－N吸收193 kJ熱量，生成1 mol N≡N放出941 kJ熱量。根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù)，下列說法正確的是(　 )

A. N4屬于一種新型的化合物

B. N4是N2的同位素

C. N4轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>N2是物理變化

D. 1 mol N4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>N2放出724 kJ能量

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】某氣態(tài)烴A在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.25g/L，其產(chǎn)量可以用來衡量一個(gè)國(guó)家的石油化工發(fā)展水平。B和D都是生活中常見的有機(jī)物，D能跟碳酸氫鈉反應(yīng)。它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示：

(1)A的結(jié)構(gòu)式為___； F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___；D中官能團(tuán)的名稱為___。

(2)反應(yīng)①的反應(yīng)類型是____，反應(yīng)③的化學(xué)方程式為________。

(3)反應(yīng)②在Cu做催化劑的條件下進(jìn)行，該實(shí)驗(yàn)的步驟是將紅亮的銅絲置于酒精燈上加熱，待銅絲變?yōu)楹谏珪r(shí)，迅速將其插入到裝有B的試管中 (如圖所示)。

重復(fù)操作2－3次，觀察到的現(xiàn)象是___，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

(4)B和D在濃硫酸的作用下實(shí)現(xiàn)反應(yīng)④，實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示：

實(shí)驗(yàn)開始前飽和X溶液的溶質(zhì)是_________；

飽和X溶液的作用是：___________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】已知A是一種常見金屬，F是一種紅褐色沉淀。試根據(jù)圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答下列問題。

（1）寫出F、G的化學(xué)式。F：__，G：___。

（2）檢驗(yàn)D中陽(yáng)離子的方法___。

（3）保存C溶液時(shí)為什么要加固體A__。

（4）寫出下列轉(zhuǎn)化的離子方程式或化學(xué)方程式。

①A→C：___。

②C→D：___。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】氯化亞硝酰(NOCl，沸點(diǎn)為－5.5℃)是有機(jī)合成中的重要試劑，為黃色氣體，具有刺鼻惡臭味，遇水反應(yīng)，有多種方法制備氯化亞硝酰。已知：HNO2既有氧化性又有還原性，AgNO2微溶于水，溶于硝酸：AgNO2+HNO3=AgNO3+HNO2。

（1）將5g在300℃下干燥了3h并研細(xì)的KCl粉末裝入50mL帶有接頭及抽真空用活塞的玻璃容器內(nèi)。將容器盡量減壓，在減壓條件下通入0.002molNO2。反應(yīng)12～36min即可完成，紅棕色的NO2消失，出現(xiàn)黃色的氯化亞硝酰，同時(shí)還得到一種鹽，該鹽的化學(xué)式為_。氯化鉀需要“干燥”的原因是__。

（2）實(shí)驗(yàn)室可由氯氣與一氧化氮在常溫常壓下合成氯化亞硝酰，裝置如圖所示。

①儀器a的名稱為__。

②干燥管中盛放的試劑為_。

③生成NOCl的化學(xué)方程式為__。

（3）為驗(yàn)證NOCl與H2O反應(yīng)后的溶液中存在Cl－和HNO2，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)步驟，完成下列表格。

步驟

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或反應(yīng)的化學(xué)方程式

①取5mL儀器a中產(chǎn)品，加入盛有水的燒杯中，充分反應(yīng)

NOCl與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為__

②向燒杯中滴加足量AgNO3溶液，有白色沉淀生成，再加入足量稀硝酸

加入稀硝酸后，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為__

③向步驟②燒杯中滴加酸性KMnO4溶液

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案