【題目】鈦酸鋰電池應(yīng)用廣泛, 電池放電后負(fù)極材料主要含有Li4Ti5O12、 鋁箔及少量Fe, 可通過下列工藝流程回收鈦、 鋰;卮鹣铝袉栴}:
(1) Li4Ti5O12中, Ti元素的化合價為___, 濾液1中含金屬的陰離子是___(填離子符號)。
(2) 酸浸時 Li4Ti5O12發(fā)生的反應(yīng)是: Li4Ti5O12+7H2SO4+5H2O2=2Li2SO4+5[TiO(H2O2)]SO4+7H2O, 該反應(yīng)是否屬于氧化還原反應(yīng)?___(填 “是” 或 “否”); 濾渣1是___。
(3) 向[TiO(H2O2)]SO4溶液中加入Na2SO3溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。
(4) 向TiOSO4溶液中通入NH3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。
(5) 沉淀TiO(OH)2用蒸餾水洗滌的目的是___。
(6) 萃取時, 溫度對萃取率的影響如圖所示。由圖分析知實驗時選擇在常溫下進(jìn)行即可, 理由是__。
(7)“萃取” 和 “反萃取” 可簡單表示為:[TiO(H2O2)]2++2(HA)2 [TiO(H2O2)](HA2)2+2H+,則反萃取過程中加入的試劑X是___。
【答案】+4 AlO2-或Al(OH)4 - 否 Fe(OH)3 [TiO(H2O2)]2++SO32-=TiO2++SO42-+H2O TiO2++2NH3+ 2H2O=TiO(OH)2↓+2NH4+ 除去沉淀表面硫酸鹽雜質(zhì) 因常溫下鈦的萃取率已經(jīng)比較高(90%以上),溫度升高對萃取率的增加幅度很小,所以不必升溫 H2SO4
【解析】
由流程圖可知,鈦酸鋰電池放電后負(fù)極材料主要含有Li4Ti5O12、 鋁箔及少量Fe,加入氫氧化鈉溶液堿浸,鋁箔溶于氫氧化鈉溶液生成偏鋁酸鈉和氫氣,其他成分不溶于堿,過濾后濾液含有偏鋁酸鈉溶液;堿浸后的固體加入硫酸和過氧化氫酸浸氧化,Fe轉(zhuǎn)化為Fe3+,加入氫氧化鈉溶液調(diào)pH生成Fe(OH)3沉淀過濾除去,酸浸時 Li4Ti5O12發(fā)生的反應(yīng)是: Li4Ti5O12+7H2SO4+5H2O2=2Li2SO4+5[TiO(H2O2)]SO4+7H2O,經(jīng)萃取和反萃取得到TiO(H2O2)] TiO(H2O2)SO4,水相中加入碳酸鈉溶液得到Li2CO3沉淀;在TiO(H2O2)SO4溶液中加入亞硫酸鈉溶液還原得到TiOSO4,再通入氨氣產(chǎn)生TiO(O H)2沉淀,過濾后經(jīng)蒸餾水洗去表面吸附的硫酸鹽,再經(jīng)干燥、煅燒得到納米TiO2,據(jù)此分析解答。
(1) Li4Ti5O12中,Li為+1價,O為-2價,則 Ti元素的化合價為(122-1)5=+4;根據(jù)以上分析,堿浸時鋁箔溶于氫氧化鈉溶液生成偏鋁酸鈉,過濾后濾液含有偏鋁酸鈉溶液,所以濾液1中含金屬的陰離子是AlO2-,
因此,本題正確答案是:+4;AlO2-;
(2) 由反應(yīng)方程式 Li4Ti5O12+7H2SO4+5H2O2=2Li2SO4+5[TiO(H2O2)]SO4+7H2O, 可知,反應(yīng)前后元素化合價沒發(fā)生變化,所以該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng);
堿浸后的固體加入硫酸和過氧化氫酸浸氧化,Fe轉(zhuǎn)化為Fe3+,加入氫氧化鈉溶液調(diào)pH生成Fe(OH)3沉淀過濾除去,故濾渣1是Fe(OH)3,
因此,本題正確答案是:否;Fe(OH)3;
(3) [TiO(H2O2)]SO4與Na2SO3溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為[TiO(H2O2)]2++SO32-=TiO2++SO42-+H2O,
因此,本題正確答案是:[TiO(H2O2)]2++SO32-=TiO2++SO42-+H2O;
(4) 由流程可知,TiOSO4溶液中通入NH3發(fā)生反應(yīng)生成TiO(OH)2沉淀,反應(yīng)的離子方程式為TiO2++2NH3+ 2H2O=TiO(OH)2↓+2NH4+,
因此,本題正確答案是:TiO2++2NH3+ 2H2O=TiO(OH)2↓+2NH4+ ;
(5) 沉淀TiO(OH)2表面會吸附溶液中的硫酸鹽,所以要用蒸餾水洗滌除去雜質(zhì),
因此,本題正確答案是:除去沉淀表面硫酸鹽雜質(zhì);
(6) 由溫度對萃取率的影響圖可知,常溫下鈦的萃取率已經(jīng)比較高(90%以上),溫度升高對萃取率的增加幅度很小,所以不必升溫,實驗時選擇在常溫下進(jìn)行即可,
因此,本題正確答案是:因常溫下鈦的萃取率已經(jīng)比較高(90%以上),溫度升高對萃取率的增加幅度很小,所以不必升溫;
(7) [TiO(H2O2)]2++2(HA)2 [TiO(H2O2)](HA2)2+2H+,根據(jù)平衡移動原理,反萃取過程是使平衡逆向移動,可以采取增大生成物濃度得方法,即增大氫離子濃度,加入的試劑X是H2SO4,
因此,本題正確答案是:H2SO4。
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【題目】實施以節(jié)約能源和減少廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應(yīng)對全球氣候問題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇。化工行業(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求。試運用所學(xué)知識,回答下列問題:
(1)已知某溫度下某反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為:K=c(H2O)/[ c(CO)·c(H2)]所對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為:________。
(2)已知在一定溫度下:
①C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H1=a kJ/mol 平衡常數(shù)K1;
②CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) △H2=b kJ/mol 平衡常數(shù)K2;
③C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)△H3 平衡常數(shù)K3。
則K1、K2、K3之間的關(guān)系是:________,△H3=________(用含a、b的代數(shù)式表示)。
(3)煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實際問題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器時,發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示:
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),若在500℃時進(jìn)行,設(shè)起始時CO和H2O的起始濃度均為0.020 mol/L,在該條件下,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為:________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鋰離子電池與傳統(tǒng)電池相比,充電更快,功率密度更高,使用時間更長,在手機和筆記本電腦等便攜式電子產(chǎn)品上廣泛應(yīng)用。工業(yè)上常以鋰輝礦(主要成分為 LiAlSi2O6,還含有FeO、MgO、CaO等雜質(zhì))為原料來制取金屬鋰,其中一種工藝流程如下
已知
①部分金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀時的pH:
②Li2CO3的溶解度隨溫度變化如圖所示:
試回答下列問題:
(1)酸浸時,為了提高浸取率可采取升高溫度、粉碎礦石、攪拌、過濾后再次浸取等措施還可通過_______來提高浸取率。
(2)反應(yīng)I中應(yīng)調(diào)節(jié)pH范圍為_______,沉淀A的成分除H2SiO3、CaCO3、Al(OH)3外,還有___________。
(3)反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為_________________。
(4)“操作I"的名稱為______;洗滌Li2CO3沉淀要使用___(選填“熱水”或“冷水”),理由是_________。
(5)已知銣(Rb)是制造光電管的材料,它與鋰同主族。將 amol CH3 COORb溶于水配成溶液,向該溶液中滴加 bLc mol/L醋酸后,溶液呈中性。則c=_______(用含a、b的式子表示;已知25℃時,CH3COOH電離平衡常數(shù)ka=210-5)。
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【題目】右圖為實驗室制取乙炔并驗證其性質(zhì)的裝置圖。下列說法不合理的是
A.逐滴加入飽和食鹽水可控制生成乙炔的速率
B.KMnO4酸性溶液褪色,說明乙炔具有還原性
C.用Br2的CCl4溶液驗證乙炔的性質(zhì),不需要除雜
D.將純凈的乙炔點燃,有濃烈的黑煙,說明乙炔不飽和程度高
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【題目】(1)按照系統(tǒng)命名法寫出下列烷烴的名稱:
_____
___
___
_____
(2)根據(jù)下列有機物的名稱,寫出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式:
①2,4二甲基戊烷_________________________
②2,2,5三甲基3乙基己烷__________________________
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【題目】氮化鋰(Li3N)是一種優(yōu)良的貯氫材料,遇水強烈水解,在空氣中加熱能劇烈燃燒,下圖裝置中ABCD用于制取干燥、純凈的N2,裝置E用于制取Li3N。
已知:鋰的密度為0.534g/cm3,熔點180C,沸點1340C;鋰與氨反應(yīng)生成LiNH2和H2,約500C左右Li與N2反應(yīng)生成Li3N。
回答下列問題:
(1)連接好裝置開始實驗前必須進(jìn)行的操作是___。
(2)實驗完成后,A、C、E裝置中酒精燈撤去的順序依次是___,裝置F的儀器名稱是___。
(3)裝置D(未畫出)所裝藥品是___,作用是干燥N2和___。
(4)裝置E中石棉絨(透氣且性質(zhì)穩(wěn)定)包裹的Li的作用是___,后一個Li粒裝在鐵舟中而不是直接放在反應(yīng)管中的原因是___。
(5)裝置C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。
(6)已知鐵舟中金屬鋰質(zhì)量為7.0g,將E中鐵舟連同所裝固體在實驗前后進(jìn)行稱重,所得數(shù)據(jù)如下表所示,則Li3N的產(chǎn)率約為________%。(保留一位小數(shù))
采集時間 | 實驗前 | 實驗后 |
實驗數(shù)據(jù) | 40.2g | 44.6g |
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【題目】某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有:濃H2SO4、K2S、K2SO4、SO2、H2O和一種未知物質(zhì)X。
(1)已知K2S在反應(yīng)中失去電子,則該反應(yīng)的氧化劑是_____,_____被氧化。
(2)已知0.5molK2S在反應(yīng)中失去1mol電子生成X,則X的化學(xué)式為_____。
(3)按還原劑和氧化劑順序?qū)⒎磻?yīng)物填入下列空格中,配平,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:
___________________
(4)若反應(yīng)中濃H2SO4過量,則產(chǎn)物中無X生成,請完成此反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____。在上述過程中,若有0.4mol濃硫酸被還原,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_____mol。
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【題目】下列實驗?zāi)康呐c裝置或儀器不一致的是 ( )
A. 粗鹽提純,選①和② B. 實驗室制取蒸餾水,選④
C. 用CC14提取碘水中的碘,選③ D. 分離Na2CO3溶液和CH3COOC2H5,選①
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【題目】在密閉容器中,反應(yīng)2X(g)+Y2(g)2XY(g);△H<0,達(dá)到甲平衡.在僅改變某一條件后,達(dá)到乙平衡,下列分析正確的是
A. 圖I中,甲、乙的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1<K2
B. 圖Ⅱ中,平衡狀態(tài)甲與乙相比,平衡狀態(tài)甲的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率低
C. 圖Ⅱ中,t時間是增大了壓強
D. 圖Ⅲ是反應(yīng)分別在甲、乙條件下達(dá)到平衡,說明乙溫度高于甲
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