【題目】實(shí)驗(yàn)室里,從廢舊鈷酸鋰離子電池的正極材料(在鋁箔上涂覆活性物質(zhì) LiCoO2)中,回收鈷、鋰的操作流程如圖所示:
回答下列問(wèn)題。
(1)拆解廢舊電池獲取正極材料前,先將其浸入 NaCl 溶液中,使電池短路而放電,此時(shí)溶液溫度升高,該過(guò)程中能量的主要轉(zhuǎn)化方式為_____。
(2)“堿浸”過(guò)程中產(chǎn)生的氣體是_____;“過(guò)濾”所得濾液用鹽酸處理可得到氫氧化鋁,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
(3)“酸浸”時(shí)主要反應(yīng)的離子方程式為_____;若硫酸、Na2S2O3 溶液用一定濃度的鹽酸替代,也可以達(dá)到“酸浸”的目的,但會(huì)產(chǎn)生_________(填化學(xué)式)污染環(huán)境。
(4)“沉鈷”時(shí),調(diào) pH 所用的試劑是_____;“沉鈷”后溶液中 c(Co2+)=_____。(已知:Ksp[Co(OH)2]=1.09×l0-15)
(5)根據(jù)如圖判斷,“沉鋰”中獲得Li2CO3 固體的操作主要包括_______、_______、洗滌、干燥等步驟。
【答案】化學(xué)能→電能→熱能 H2 NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓ 8LiCoO2+S2O32-+22H+=8Li++8Co2++2SO42-+11H2O Cl2 NaOH 溶液或氫氧化鈉固體 1.09×l0-6mol/L 蒸發(fā)濃縮 趁熱過(guò)濾
【解析】
由流程可知,加堿浸泡,發(fā)生2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,固體殘?jiān)鼮?/span>LiCoO2,加酸發(fā)生8LiCoO2+S2O32-+22H+=8Li++8Co2++2SO42-+11H2O,調(diào)節(jié)pH沉鈷生成Co(OH)2,最后調(diào)節(jié)pH>12時(shí)加加入碳酸鈉,發(fā)生的離子反應(yīng)為2Li++CO32-=Li2CO3↓,母液含硫酸鈉,以此來(lái)解答。
(1)拆解廢舊電池獲取正極材料前,先將其浸入NaCl溶液中,使電池短路而放電,為原電池,此時(shí)溶液溫度升高,可知放熱,該過(guò)程中能量的主要轉(zhuǎn)化方式為化學(xué)能→電能→熱能;
(2)結(jié)合以上分析可知,“堿浸”過(guò)程中產(chǎn)生的氣體是H2;“過(guò)濾”所得濾液用鹽酸處理可得到氫氧化鋁,反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓;
(3)根據(jù)流程可知,+3價(jià)的鈷被還原為+2價(jià),做氧化劑,而硫代硫酸根離子做還原劑,被氧化為硫酸根離子,所以“酸浸”時(shí)主要反應(yīng)的離子方程式為8LiCoO2+S2O32-+22H+=8Li++8Co2++2SO42-+11H2O;若硫酸、Na2S2O3溶液用一定濃度的鹽酸替代,也可以達(dá)到“酸浸”的目的,但鹽酸易被氧化為氯氣,會(huì)發(fā)生2LiCoO2+8HCl=2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O反應(yīng),產(chǎn)生Cl2污染環(huán)境;
(4)由最終產(chǎn)物及加堿調(diào)節(jié)pH流程可知,“沉鈷”時(shí),既能達(dá)到目的,又不能引入雜質(zhì),調(diào)pH所用的試劑是NaOH,“沉鈷”后溶液中c(Co2+)=mol/L=1.09×l0-6 mol/L;
(5)由圖可知,溫度高時(shí)碳酸鋰的溶解度小,則“沉鋰”中獲得Li2CO3固體的操作主要包括蒸發(fā)濃縮、趁熱過(guò)濾、洗滌、干燥等步驟。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】
人類文明的發(fā)展歷程,也是化學(xué)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)的歷程,其中鐵、二氧化碳、青霉素、硝酸鉀、乙醇、氨等“分子”改變過(guò)人類的世界。
(1)鐵原子在基態(tài)時(shí),外圍電子排布式為____________。
(2)CO2的電子式為____________,1 mol CO2分子中含有σ鍵的物質(zhì)的量為____________。
(3)6-氨基青霉烷酸的結(jié)構(gòu)如圖所示:
①其中C、N、O原子半徑的大小關(guān)系為____________,電負(fù)性的大小關(guān)系為____________;
②其中采用sp3雜化的原子有C、____________。
(4)硝酸鉀中NO3-的空間構(gòu)型為____________,寫出與NO3-互為等電子體的一種由前二周期元素原子構(gòu)成的非極性分子化學(xué)式____________。
(5)乙醇的相對(duì)分子質(zhì)量比氯乙烷小,但其沸點(diǎn)比氯乙烷高,其原因是____________。
(6)鐵和氨氣在640℃可發(fā)生置換反應(yīng),產(chǎn)物之一的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,若兩個(gè)最近的Fe原子間的距離為a cm,則該晶體的密度計(jì)算式為____________g/cm3(用NA表示阿伏加德羅常數(shù))。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>
A. 用經(jīng)水濕潤(rùn)的pH試紙測(cè)量溶液的pH
B. 將4.0 g NaOH固體置于100 mL容量瓶中,加水至刻度,配制1.000 mol·L1NaOH溶液
C. 用裝置甲蒸干AlCl3溶液制無(wú)水AlCl3固體
D. 用裝置乙除去實(shí)驗(yàn)室所制乙烯中的少量SO2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室制備無(wú)水二氯化錫的主要步驟如下:
步驟1:在圓底燒瓶中加入1.20 g碎錫箔和5 mL濃鹽酸、1滴硝酸,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。組裝好后在95 ℃ 時(shí)回流0.5 h,待圓底燒瓶中只剩余少量錫箔為止;
步驟2:將上述反應(yīng)的上清液迅速轉(zhuǎn)移到儀器X中,在二氧化碳?xì)夥毡Wo(hù)下,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾得到二氯化錫晶體;
步驟3:在二氯化錫晶體中加入10 mL醋酸酐,即可得無(wú)水二氯化錫,過(guò)濾;
步驟4:用少量乙醚沖洗三次,置于通風(fēng)櫥內(nèi),待乙醚全部揮發(fā)后得到無(wú)水二氯化錫。
回答下列問(wèn)題:
(1)步驟1中,圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________;
冷卻水從接口________(填“a”或“b”)進(jìn)入。實(shí)驗(yàn)采取的加熱方式是______________;球形冷凝管上連接裝有堿石灰的干燥管的目的是____________________________________。
(2)步驟2中,儀器X的名稱為__________;二氧化碳?xì)夥盏淖饔檬?/span>__________________。
(3)步驟3中,醋酸酐的作用是____________________;二氯化錫晶體在進(jìn)行步驟3操作前應(yīng)采取的加工措施是________,該加工措施需要儀器的名稱是________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用圖所示裝置檢驗(yàn)乙烯時(shí)不需要除雜的是
乙烯的制備 | 試劑X | 試劑Y | |
A | CH3CH2Br與NaOH乙醇溶液共熱 | H2O | KMnO4酸性溶液 |
B | CH3CH2Br與NaOH乙醇溶液共熱 | H2O | Br2的CCl4溶液 |
C | CH3CH2OH與濃H2SO4共熱至170℃ | NaOH溶液 | KMnO4酸性溶液 |
D | CH3CH2OH與濃H2SO4共熱至170℃ | NaOH溶液 | Br2的CCl4溶液 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用NA表示阿伏加德羅常數(shù)值,下列敘述中正確的
A.0.4 mol NH3與0.6 mol O2在催化劑的作用下充分反應(yīng),得到NO的分子數(shù)為0.4NA
B.C60和石墨的混合物共1.8 g,含碳原子數(shù)目為0.15NA
C.1 L 0.1 mol/LNH4Al(SO4)2溶液中陽(yáng)離子總數(shù)小于0.2NA
D.5.6 g鐵在足量的O2中燃燒,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.3NA
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H+,其基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖,電池總反應(yīng)可表示為:2H2+O2=2H2O,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A. 電子通過(guò)外電路從b極流向a極
B. b極上的電極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e--=4OH--
C. 每轉(zhuǎn)移0.1mol電子,消耗1.12L的H2
D. H+由a極通過(guò)固體酸電解質(zhì)傳遞到b極
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】電解硫酸鈉溶液聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示,其中陰極和陽(yáng)極均為惰性電極。測(cè)得同溫同壓下,氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2,以下說(shuō)法正確的是( )
A. a極與電源的負(fù)極相連
B. 產(chǎn)物丙為硫酸
C. 離子交換膜d為陰離子交換膜
D. a電極反應(yīng)式:2H2O+2e-===H2↑+2OH-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】反應(yīng)2HClO+Mg=Mg(ClO)2++H2↑。下列表示反應(yīng)中相關(guān)微粒的化學(xué)用語(yǔ)正確的是
A.中子數(shù)為20的氯原子:ClB.次氯酸的電離方程式:HClO=H++ClO-
C.次氯酸的電子式:D.鎂離子的結(jié)構(gòu)示意圖:
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