【題目】實(shí)驗(yàn)室回收利用廢舊鋰離子電池正極材料錳酸鋰LiMn2O4)的一種流程如下:

(1)廢舊電池可能殘留有單質(zhì)鋰,拆解不當(dāng)易爆炸、著火,為了安全,對(duì)拆解環(huán)境的要求是_______________________________________________________

(2)“酸浸時(shí)采用HNO3H2O2的混合液體,可將難溶的LiMn2O4轉(zhuǎn)化為 Mn ( NO3)2LiNO3等產(chǎn)物。請(qǐng)寫出該反應(yīng)離子方程式:_________________________________

如果采用鹽酸溶解,從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析,以鹽酸代替HNO3H2O2混合物的缺點(diǎn)是___________。

(3)“過(guò)濾2”時(shí),洗滌Li2CO3沉淀的操作是_________________________________

(4)把分析純碳酸鋰與二氧化錳兩種粉末,按物質(zhì)的量14混合均勻加熱可重新生成 LiMn2O4,升溫到515℃時(shí),開(kāi)始有CO2產(chǎn)生,同時(shí)生成固體A,比預(yù)計(jì)碳酸鋰的分解溫度(723)低很多,可能的原因是______________________。

(5)制備高純MnCO3固體:已知MnCO3難溶于水、乙醇,潮濕時(shí)易被空氣氧化,100℃開(kāi)始分解;Mn(OH)2開(kāi)始沉淀的pH=7.7。請(qǐng)補(bǔ)充由上述過(guò)程中,制得的Mn(OH)2制備高純MnCO3的操作步驟[實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑:H2SO4、Na2CO3、C2H5OH]:向Mn(OH)2中邊攪拌邊加入______________________。

(6)味精廠、化肥廠、垃圾滲濾液等排放的廢水中往往含有高濃度的氨氮,若不經(jīng)處理直接排放會(huì)對(duì)水體造成嚴(yán)重的污染。電化學(xué)氧化法:電化學(xué)去除氨氮主要是氯氣和次氯酸的間接氧化作用。對(duì)某養(yǎng)豬場(chǎng)廢水進(jìn)行電化學(xué)氧化處理,選用IrO2-TiO2/Ti電極作為陽(yáng)極,陰極采用網(wǎng)狀鈦板,加入一定量的NaCl,調(diào)節(jié)溶液的pH,在電流密度為85mA·cm2下電解,180min內(nèi)去除率達(dá)到98.22%。陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)式是______________________;HClO氧化除去氨氮的反應(yīng)離子方程式是_________________________________。

【答案】隔絕空氣和水分 2LiMn2O4+10H+3H2O2===2Li+4Mn2++3O2↑+8H2O 反應(yīng)生成Cl2,污染環(huán)境 沿著玻璃棒向過(guò)濾器中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀,待水自然流出,重復(fù)操作2~3次 MnO2作為催化劑,降低了碳酸鋰的分解溫度 H2SO4溶液,固體溶解,加入 Na2CO3,并控制溶液 pH<7.7,過(guò)濾,用少量的乙醇洗滌,在低于100 ℃條件下真空干燥 2Cl--2e-=C12 2NH4++3HClO=N2+3H2O+5H++3Cl-

【解析】

(1)金屬鋰是堿金屬,極易與氧氣和水反應(yīng),所以廢舊電池拆解時(shí),應(yīng)該注意隔絕空氣和水分;

故答案為:隔絕空氣和水分;

(2)根據(jù)已知條件推斷可知,LiMn2O4與HNO3和H2O2反應(yīng)生成Mn ( NO3)2、LiNO3,離子方程式為:2LiMn2O4+10H+3H2O2===2Li+4Mn2++3O2↑+8H2O,如果采用鹽酸溶解LiMn2O4,反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生Cl2,造成環(huán)境污染;

故答案為:2LiMn2O4+10H+3H2O2===2Li+4Mn2++3O2↑+8H2O;反應(yīng)生成Cl2,污染環(huán)境;

(3) Li2CO3沉淀生成時(shí),會(huì)有Na2CO3殘留,所以過(guò)濾2過(guò)程中需要進(jìn)行洗滌過(guò)濾,操作為:沿著玻璃棒向過(guò)濾器中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀,待水自然流出,重復(fù)操作2~3次;

故答案為:沿著玻璃棒向過(guò)濾器中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀,待水自然流出,重復(fù)操作2~3次;

(4) 升溫到515℃時(shí),開(kāi)始有CO2產(chǎn)生,同時(shí)生成固體A,由于二氧化錳是催化劑,加快了碳酸鋰分解速率,達(dá)到碳酸鋰分解的時(shí)間減少,所以比預(yù)計(jì)碳酸鋰的分解溫度(723℃)低很多;

故答案為:MnO2作為催化劑,降低了碳酸鋰的分解溫度;

(5)①若pH≥7.7,會(huì)生成Mn(OH)2沉淀,所制得的MnCO3不純,所以在加入NaHCO3(或Na2CO3)過(guò)程中,要向Mn(OH)2中邊攪拌邊加入硫酸溶液控制溶液的pH<7.7;②充分反應(yīng)后,得到MnCO3沉淀,過(guò)濾,并用少量水洗滌沉淀2~3次,洗滌的目的是除去附著在沉淀表面的SO42-;③用水洗法洗滌沉淀不一定能將附著在沉淀表面的離子洗干凈,故需要檢驗(yàn)SO42-是否除盡;④由題已知條件可知,潮濕的MnCO3易被空氣氧化,所以在SO42-被除去之后,用少量乙醇再次洗滌,乙醇沸點(diǎn)低,易揮發(fā),易帶走M(jìn)nCO3沉淀表面的水分,可有效防止MnCO3被氧化;⑤當(dāng)溫度高于100 ℃時(shí),MnCO3開(kāi)始分解,所以在干燥MnCO3過(guò)程中,須在隔絕空氣的條件下,將溫度控制在100 ℃以下;

故答案為:H2SO4溶液,固體溶解,加入 Na2CO3,并控制溶液 pH<7.7,過(guò)濾,用少量的乙醇洗滌,在低于100 ℃條件下真空干燥;

(6) ①電解時(shí),根據(jù)放電順序,陽(yáng)極是氯離子先失去電子,電極反應(yīng)式是:2Cl--2e-=C12↑,HClO氧化除去氨氮反應(yīng)的產(chǎn)物要對(duì)環(huán)境污染小,所以次氯酸與銨根反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌潆x子,離子方程式是:2NH4++3HClO=N2+3H2O+5H++3Cl-;

故答案為:2Cl--2e-=C12↑;2NH4++3HClO=N2+3H2O+5H++3Cl-。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】1molX氣體跟a molY氣體在體積可變的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):X(g)+aY(g)bZ(g),反應(yīng)達(dá)到平衡后,測(cè)得X的轉(zhuǎn)化率為50%。而且,在同溫同壓下還測(cè)得反應(yīng)前混合氣體的密度是反應(yīng)后混合氣體密度的3/4,則a和b的數(shù)值可能是( )

A. a=1,b=3 B. a=2,b=1 C. a=2,b=2 D. a=3,b=2

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【題目】直接排放含SO2的煙氣會(huì)危害環(huán)境。利用工業(yè)廢堿渣(主要成分Na2CO3)可吸收煙氣中的SO2并制備無(wú)水Na2SO3,其流程如圖1。

已知:H2SO3HSO3、SO32在水溶液中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的分布如圖2Na2SO37H2O Na2SO3的溶解度曲線如圖3。

(1)Na2CO3溶液顯堿性,用離子方程式解釋其原因:_____。

(2)吸收煙氣

①為提高NaHSO3的產(chǎn)率,應(yīng)控制吸收塔中的pH_____。

NaHSO3溶液中c(SO32)c(H2SO3),結(jié)合方程式解釋其原因:_____。

③已知下列反應(yīng):

SO2(g)+2OH(aq)=SO32(aq)+H2O(l) H1=﹣164.3 kJ/mol

CO2(g)+2OH(aq)=CO32(aq)+H2O(l) H2=﹣109.4 kJ/mol

2HSO3(aq)=SO32(aq)+SO2(g)+H2O(l) H3=+34.0kJ/mol

吸收塔中Na2CO3溶液吸收SO2生成HSO3的熱化學(xué)方程式是__________。

④吸收塔中的溫度不宜過(guò)高,可能的原因是_____(寫出1種即可)。

(3)制備無(wú)水Na2SO3

將中和塔中得到的Na2SO3溶液_________(填操作),過(guò)濾出的固體用無(wú)水乙醇洗滌、干燥,得無(wú)水Na2SO3固體。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】 第三周期元素,濃度均為001 mol/L的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的pH與原子半徑的關(guān)系如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是

A. 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:NR

B. Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能溶于稀氨水

C. YR形成的化合物既含離子鍵又含共價(jià)鍵

D. XM兩者最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)后溶液的pH7

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】高溫時(shí)通過(guò)以下反應(yīng)制備金屬鋁。用鋁制作的快速放電鋁離子二次電池的原理如下圖所示(EMI+為有機(jī)陽(yáng)離子)。

Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)===3AlCl(g)+3CO(g) H1=a kJ·mol1

3AlCl(g)===2A1(1)+AlCl3(g) H2=b kJ·mol1

Al2O3(s)+3C(s)===2A1(1)+3CO(g) H3

下列說(shuō)法正確的是

A. 該電池放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)方程式為A13e+7AlCl4===4A12C17

B. ΔH2<0

C. 該電池充電時(shí)石墨電極與電源負(fù)極相連

D. A12O3(s)+3C(s)===2A1(1)+3CO(g) ΔH3=(ab) kJ·mol1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】25、101kPa下,0.1 mol甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱72.58 kJ,下列熱化學(xué)方程式正確的是

A. CH3OH(l)+3/2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+725.8 kJ/mol

B. 2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1451.6 kJ/mol

C. CH3OH(l)+3/2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.8 kJ/mol

D. 2CH3OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1451.6 kJ

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】反應(yīng)NH4HS (s)NH3 (g)+H2S (g)在某溫度下達(dá)到平衡,下列各種情況中,不會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)的是

A. 溫度、容積不變時(shí),通入HCl氣體 B. 分離出一部分NH3

C. 容器體積不變,充入氮?dú)?/span> D. 保持壓強(qiáng)不變,充入氮?dú)?/span>

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】、實(shí)驗(yàn)室要配制物質(zhì)的量濃度為0.1 mol/LNaOH溶液480 mL

1)填表:

配制時(shí)應(yīng)稱量NaOH的質(zhì)量/g

已給儀器

配制時(shí)除已給儀器外還需要的其他儀器

__________

燒杯、藥匙、托盤天平

____________________________

2)若要計(jì)算該溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),還需要的一個(gè)條件是______________(用文字說(shuō)明)。

3)下列操作對(duì)配制的NaOH溶液濃度有偏高影響的是_________________(填字母)

A.稱量NaOH固體時(shí),露置在空氣的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

B.選用的容量瓶?jī)?nèi)有少量的蒸餾水

C.在燒杯中溶解NaOH后,立即將所得溶液注入容量瓶中

D.在定容時(shí)仰視容量瓶刻度線

、實(shí)驗(yàn)室用下圖幾個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置,可快速制取少量氣體,并進(jìn)行相關(guān)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。

1)若 A30%H2O2溶液,BMnO2 ,C盛有氫硫酸(H2S)飽和溶液,旋開(kāi)E后,C中出現(xiàn)淺黃色渾濁的現(xiàn)象,寫出C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________________________________

2)若A中裝有濃鹽酸,B中裝有固體KMnO4 ,C中盛有KI淀粉溶液,旋開(kāi)E后,B中出現(xiàn)黃綠色氣體。已知1 mol KMnO4發(fā)生反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移5mol電子。則B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是:_______C中的現(xiàn)象是:___________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在不同溫度下,水溶液中c(H)與c(OH)有如圖所示關(guān)系。下列條件關(guān)于離子共存說(shuō)法中正確的是

A.a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中大量存在:CO32-、Na、Cl、SO42-

B.b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中大量存在:Fe2+、Ba2+、K+、NO3-

C.c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中大量存在:Na、Ba2+、Cl、Al3+

D.d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中大量存在:Na、KClO-、Cl

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