【題目】由一種含鈷、鋁、鋰的電子元件廢料(鈷以Co2O3·CoO形式吸附在鋁箔表面,少量鋰混雜其中)回收氧化鈷(CoO)的工藝流程如圖:
(1)“堿溶”階段發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為___。
(2)“浸出”階段加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出鈷,得到可溶性硫酸鹽,則浸出鈷的化學(xué)方程式為____。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中不用鹽酸浸出鈷,除了鹽酸的揮發(fā)性外,更重要的原因是____。
(3)“除雜”階段將仍殘留的微量Al3+、Li+轉(zhuǎn)化為鋁鋰渣(主要成分是LiF和Al(OH)3),Na2CO3溶液的主要作用是___。
(4)“沉鈷”階段獲得碳酸鈷需控制溶液pH8~8.5,可能的原因是____。
(5)CoO溶于鹽酸可得粉紅色的CoCl2溶液。CoCl2·6H2O晶體受熱分解時(shí),剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的示意關(guān)系如圖,B物質(zhì)的化學(xué)式是___。
【答案】2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑ 4Co2O3CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O 鹽酸可能會(huì)被氧化產(chǎn)生Cl2,污染環(huán)境 調(diào)節(jié)pH,促進(jìn)鋁離子水解產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀 pH過低不利于CoCO3沉淀完全,pH過高會(huì)產(chǎn)生Co(OH)2沉淀 CoCl2·H2O
【解析】
廢料中加入氫氧化鈉溶液鋁轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉,將鋁從廢料中分離出來,過濾后得到含Co2O3·CoO的鈷渣,再用硫酸溶解,同時(shí)加入硫代硫酸鈉還原Co3+,然后加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH利用NaF沉淀Li+,過濾后向?yàn)V液中碳酸鈉沉鈷得到CoCO3沉淀,經(jīng)過濾洗滌沉淀,最后將CoCO3進(jìn)行加熱分解可得CoO粉末,據(jù)此解答。
(1)“堿溶”階段鋁溶解,發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑。
(2)“浸出”階段加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出鈷,得到可溶性硫酸鹽,反應(yīng)中硫代硫酸鈉是還原劑,+3價(jià)鈷得到電子,則浸出鈷的化學(xué)方程式為4Co2O3CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中不用鹽酸浸出鈷,除了鹽酸的揮發(fā)性外,更重要的原因是鹽酸具有還原性,易被氧化為氯氣而污染環(huán)境。
(3)“除雜”階段將仍殘留的微量Al3+、Li+轉(zhuǎn)化為鋁鋰渣[主要成分是LiF和Al(OH)3)],因此Na2CO3溶液的主要作用是調(diào)節(jié)pH,促進(jìn)鋁離子水解產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀。
(4)由于pH過低不利于CoCO3沉淀完全,pH過高會(huì)產(chǎn)生Co(OH)2沉淀,因此“沉鈷”階段獲得碳酸鈷需控制溶液pH8~8.5。
(5)476mgCoCl2·6H2O的物質(zhì)的量是0.476g÷238g/mol=0.002mol,其中水的質(zhì)量是0.216g,根據(jù)圖像可知固體質(zhì)量由476mg變?yōu)?/span>332mg,質(zhì)量減少144mg,這說明該階段減少水的物質(zhì)的量是0.144g÷18g/mol=0.008mol,剩余水的物質(zhì)的量是0.004mol,質(zhì)量是0.072g,則A時(shí)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式為CoCl2·2H2O。A到B階段固體質(zhì)量減少332mg-296mg=36mg,則剩余水的質(zhì)量是72mg-36mg=36mg,物質(zhì)的量是0.002mol,因此B對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式是CoCl2·H2O。
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【題目】在鋁與稀硫酸的反應(yīng)中,已知10s末硫酸的濃度減少了0.9molL-1,若不考慮反應(yīng)過程中溶液體積的變化,則10s內(nèi)生成硫酸鋁的平均反應(yīng)速率是( )
A.0.03molL-1min-1B.1.8molL-1min-1
C.1.2molL-1min-1D.0.18molL-1min-1
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【題目】在一密閉容器中,反應(yīng)aA(g)bB(g)達(dá)到平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí),B的濃度是原來的60%,則( )
A.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)了
B.物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小了
C.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減小了
D.a>b
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【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)來探究元素周期律。
甲同學(xué)根據(jù)元素非金屬性與對(duì)應(yīng)最高價(jià)含氧酸之間的關(guān)系,設(shè)計(jì)了如圖1裝置來一次性完成同主族元素非金屬性強(qiáng)弱比較的實(shí)驗(yàn)研究;
乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2裝置來驗(yàn)證鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,A、B、C三處分別是蘸有溴化鈉溶液的棉花、濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙、濕潤(rùn)的紅色紙條。
已知常溫下濃鹽酸與高錳酸鉀能反應(yīng)生成氯氣;
可選擇的試劑有:大理石、碳酸鈉粉末、濃鹽酸、稀硝酸、硅酸鈉溶液。
(1)甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)中(圖1):
①從給出試劑中選出最佳物質(zhì)(填化學(xué)式):A________,B________。
②燒杯C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________。
(2)乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)中(圖2):
①寫出A處反應(yīng)的離子方程式________________________。
②B處實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________。
③若高錳酸鉀的還原產(chǎn)物為Mn2+,當(dāng)有0.04 mol高錳酸鉀參加反應(yīng)時(shí),則可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氯氣的體積為______________________。
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【題目】在容積為672 mL的燒瓶中充滿NO和NO2的混合氣體,將其倒立在水槽里,去塞后再通入280 mL氧氣,恰好完全反應(yīng),且液體充滿燒瓶(氣體體積都已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積),下列有關(guān)敘述正確的是( )
A. 總反應(yīng)為NO+NO2+O2+H2O===2HNO3
B. 總反應(yīng)為4NO+8NO2+5O2+6H2O===12HNO3
C. 生成硝酸的物質(zhì)的量濃度均為0.030 mol·L-1
D. 生成硝酸的物質(zhì)的量濃度約為0.060 mol·L-1
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【題目】工業(yè)上通常利用SiO2 和碳反應(yīng)來制取硅,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________。
工業(yè)上還可以利用鎂制取硅,反應(yīng)為2Mg+SiO2 = 2MgO+Si,同時(shí)會(huì)發(fā)生副反應(yīng):2Mg + Si = Mg2Si。如圖是進(jìn)行Mg與SiO2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置,試回答下列問題:
(1)由于O2和H2O(g)的存在對(duì)該實(shí)驗(yàn)有較大影響,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)通入氣體X作為保護(hù)氣,試管中的固體藥品可選用________(填序號(hào))。
a.石灰石 b.鋅! .純堿
(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),必須先通一段時(shí)間X氣體,再加熱反應(yīng)物,其理由是 ___________________________;當(dāng)反應(yīng)引發(fā)后,移走酒精燈,反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行,其原因是______________________。
(3)反應(yīng)結(jié)束后,待冷卻至常溫時(shí),往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸,可觀察到閃亮的火星,產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是副產(chǎn)物Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷)氣體,然后SiH4自燃.用化學(xué)方程式表示這兩個(gè)反應(yīng)①________________________②___________________.
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【題目】ClO2是一種殺菌消毒效率高、二次污染小的水處理劑,實(shí)驗(yàn)室中可通過以下反應(yīng)制得:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O據(jù)此,下列說法不正確的是( )
A. KClO3發(fā)生還原反應(yīng)
B. H2C2O4在反應(yīng)中被氧化
C. H2C2O4的氧化性強(qiáng)于C1O2的氧化性
D. 每1mol C1O2生成,該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為6.02×1023
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【題目】下列選項(xiàng)中的原因或結(jié)論與現(xiàn)象不對(duì)應(yīng)的是
選項(xiàng) | 現(xiàn)象 | 原因或結(jié)論 |
A | 在H2O2中加入MnO2,能加速H2O2的分解速率 | MnO2降低了反應(yīng)所需的活化能 |
B | 將盛有NO2氣體的密閉容器浸泡在熱水中,容器內(nèi)氣體顏色變深 | 2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0,平衡向生成NO2方向移動(dòng) |
C | 在密閉容器中有反應(yīng):A+xB(g)2C(g)達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c(A)為0.5 mol·L-1,恒溫條件下將容器容積擴(kuò)大到原來的兩倍,測(cè)得c(A)為0.4 mol·L-1 | A為非氣體、x=1 |
D | 向5mL 0.005mol·L-1FeCl3溶液中加入5mL 0.015mol·L-1 KSCN溶液,溶液呈紅色,再滴加幾滴1mol·L-1 KSCN溶液,溶液顏色加深 | 增大反應(yīng)物濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) |
A. A B. B C. C D. D
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【題目】研究NOx、CO2的吸收利用,對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建和環(huán)境的保護(hù)具有重要意義。
(1)已知C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) △H=a kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=b kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g) △H=c kJ·mol-1
則C2H4(g)+6NO(g)3N2(g)+2CO2(g)+2H2O(l)的反應(yīng)熱△H=______。
(2)用NH3催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。如下圖,采用NH3作還原劑,煙氣以一定的流速通過兩種不同催化劑,測(cè)量逸出氣體中氮氧化物含量,從而確定煙氣脫氮率(脫氮率即氮氧化物的轉(zhuǎn)化率),反應(yīng)原理為:NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g) △H<0。
以下說法正確的是______。
A.催化劑①、②分別適合于250℃和450℃左右脫氮
B.使用第②種催化劑更有利于提高NOx的平衡轉(zhuǎn)化率
C.相同條件下,改變壓強(qiáng)對(duì)脫氮率沒有影響
D.在交叉點(diǎn)A處,不管使用哪種催化劑,上述反應(yīng)都未達(dá)平衡。
(3)工業(yè)合成尿素的反應(yīng)如下:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l) △H<0,在恒定溫度下,將NH3和CO2按2:1的物質(zhì)的量之比充入一體積為10L的密閉容器中(假設(shè)容器體積不變,生成物的體積忽略不計(jì)),經(jīng)20min達(dá)到平衡,各物質(zhì)的濃度變化曲線如圖所示。
①若保持平衡時(shí)的溫度和壓強(qiáng)不變,再向容器中充入3mol的CO2,則此時(shí)v(正)______v(逆)(填>、<或=)。判斷的理由是______。
②若保持平衡時(shí)的溫度和體積不變,25min時(shí)再向容器中充入2mol的NH3和1 mol CO2,在40min時(shí)重新達(dá)到平衡,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出25~50min內(nèi)NH3的濃度變化曲線。______。
(4)用鋁制作的“快速放電鋁離子二次電池”的原理如右上圖所示(EMI+為有機(jī)陽離子、電池工作時(shí)離子液體中微粒種類不變)。該電池放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)方程式為____________。
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