【題目】錳酸鋰離子蓄電池是第二代鋰離子動力電池。一種以軟錳礦漿(主要成分為MnO2,含少量Fe2O3、FeO、A12O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備錳酸鋰的流程如圖所示。

1)溶浸生產(chǎn)中為提高SO2回收率可采取的措施有__(填序號)

A.不斷攪拌,使SO2和軟錳礦漿充分接觸

B.增大通入SO2的流速

C.減少軟錳礦漿的進(jìn)入量

D.減小通入SO2的流速

2)已知:室溫下,Ksp[A1(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=l×10-39,pH=7.1Mn(OH)2開始沉淀。氧化除雜時(室溫)除去MnSO4液中的Fe3+Al3+(使其濃度小于1×l0-6mol/L),需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為__。

3)由硫酸錳與K2S2O8溶液常溫下混合一周,慢慢得到球形二氧化錳(MnO2)。請寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式__。

4)將MnO2Li2CO341的物質(zhì)的量比配料,混合攪拌,然后升溫至600750℃,制取產(chǎn)品LiMn2O4。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式__。

5)錳酸鋰可充電電池的總反應(yīng)為:Li1-xMn2O4+LixCLiMn2O4+C(0x1)

①充電時,電池的陽極反應(yīng)式為__,若此時轉(zhuǎn)移lmole-,則石墨電極將增重__g

②廢舊錳酸鋰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,對拆解環(huán)境的要求是__。

【答案】AD 5.0≤pH7.1 Mn2++S2O82-+2H2O=MnO2↓+4H++2SO42- 8MnO2+2Li2CO34LiMn2O4+2CO2↑+O2 LiMn2O4-xe-=Li1-xMn2O4+xLi+ 7 拆解環(huán)境保持干燥,拆解下的鋰隔絕空氣保存

【解析】

軟錳礦主要成分為MnO2,含少量Fe2O3、FeOAl2O3和極少量銅的化合物等雜質(zhì),利用軟錳礦漿脫含硫煙氣中SO2,發(fā)生反應(yīng)MnO2+SO2=MnSO4,2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,步驟Ⅱ中在浸出Ⅰ中加入氧化劑將亞鐵離子氧化為鐵離子,加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH沉淀Fe3+Al3+便于除去,過濾得到濾液含有的Mn2+的溶液中加入K2S2O8可將Mn2+氧化為MnO2K2S2O8被還原為K2SO4,MnO2Li2CO3在一定溫度下發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生LiMn2O4、CO2O2,據(jù)此分析解答。

(1)A.不斷攪拌,使SO2和軟錳礦漿充分接觸,這樣SO2就會更多轉(zhuǎn)化為SO42-,故A正確;

B.增大通入SO2的流速,可能會導(dǎo)致部分SO2未來得及反應(yīng)就逸出,物質(zhì)的產(chǎn)率降低,故B錯誤;

C.減少軟錳礦漿的進(jìn)入量,SO2可能不能及時參加反應(yīng),導(dǎo)致回收率降低,故C錯誤;

D.減小通入SO2的流速,SO2能盡可能充分反應(yīng),回收率增大,故D正確;

故答案選AD

(2)除雜時顯然只能除去Fe3+Al3+,不能損失Mn2+,由題意可知,室溫下,pH=7.1Mn(OH)2開始沉淀,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+,氫氧化鋁完全變成沉淀時的Ksp[Al(OH)3]=1×10-33=c(Al3+)c3(OH-),c(Al3+)=1×10-6mol/L,解得:c(OH-)=1×10-9mol/L,則溶液c(H+)=l×10-5mol/L,則pH=5;同理Fe(OH)3完全變成沉淀時,Ksp[Fe(OH)3]=l×10-39=c(Fe3+)c3(OH-),c(Fe3+)=1×10-6mol/L,解得:c(OH-)=1×10-11mol/L,c(H+)=l×10-3mol/L,則pH約為3,故pH范圍是:5.0≤pH<7.1;

(3)由題意可知,反應(yīng)物為MnSO4K2S2O8,生成物之一為MnO2,再根據(jù)化合價升降相等和原子守恒配平,則發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為Mn2++S2O82-+2H2O=MnO2↓+2SO42-+4H+;

(4)MnO2Li2CO3反應(yīng)后只有Mn的價態(tài)降低,必然有元素的化合價升高,C元素處在最高價態(tài),不能升高,則只能是O元素價態(tài)升高,所以還有O2生成。根據(jù)電子守恒、原子守恒,可得該反應(yīng)的方程式為:8MnO2+2Li2CO34LiMn2O4+2CO2↑+O2;

(5)①放電時,電池的正極發(fā)生還原反應(yīng),反應(yīng)式為Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4,充電時電池的陽極反應(yīng)式為:LiMn2O4-xe-=Li1-xMn2O4+xLi+;此時,石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為C+xe-+xLi+=LixC,則轉(zhuǎn)移lmole-石墨電極將增重的質(zhì)量為1molLi+的質(zhì)量,由于Li摩爾質(zhì)量是7g/mol,所以1molLi+的質(zhì)量是7.0g;

②廢舊錳酸鋰電池可能殘留有單質(zhì)鋰,鋰化學(xué)性質(zhì)活潑,鋰可與空氣中的O2H2O反應(yīng),對拆解的要求是:隔絕空氣和水分。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】碳的氧化物對環(huán)境的影響較大,CO是燃煤工業(yè)生產(chǎn)中的大氣污染物,CO2則促進(jìn)了地球的溫室效應(yīng)。給地球生命帶來了極大的威脅。

(1)已知:①甲醇的燃燒熱△H=-726.4kJ·mol-1

②H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ·mol-1。

則二氧化碳和氫氣合成液態(tài)甲醇,生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_____________________________。

(2)二氧化碳合成CH3OH 的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1,過程中會產(chǎn)生副反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2。圖1是合成甲醇反應(yīng)中溫度對CH3OH、CO的產(chǎn)率影響曲線圖,△H2________0(填“>”或“<”)。增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng),合成甲醇的反應(yīng)速率___________(填“增大”“減小”或“ 不變”),副反應(yīng)的化學(xué)平衡________(填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”)移動。

(3)以某些過渡金屬氧化物作催化劑,二氧化碳與甲烷可轉(zhuǎn)化為乙酸:CO2(g) +CH4(g)CH3COOH(g) △H=+36.0kJ·mol-1。不同溫度下,乙酸的生成速率變化曲線如圖2。結(jié)合反應(yīng)速率,使用催化劑的最佳溫度是________℃,欲提高CH4的轉(zhuǎn)化率,請?zhí)峁┮环N可行的措施:____________________________

(4)一定條件下,CO2 與NH3 可合成尿素[CO(NH2)2]:CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)△H。某溫度下。在容積為1L的恒容密閉容器中,加入一定氨碳比的3molCO2 和NH3的混合氣體。圖3是有關(guān)量的變化曲線,其中表示NH3轉(zhuǎn)化率的是曲線________(填“a”或“b”),曲線c 表示尿素在平衡體系中的體積分?jǐn)?shù)變化曲線,則M點的平衡常數(shù)K=________,y=________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】回答下問題:

1CN、O三種元素的第一電離能由大到小的順序是__________________

2C、Si、N的電負(fù)性由大到小的順序是__________________。

3)氟化氫水溶液中存在的氫鍵有_________種。

4)金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛,Ni的基態(tài)原子有________種能量不同的電子。很多不飽和有機(jī)物在Ni催化下可以H2發(fā)生加成反應(yīng)。如①CH2=CH2、②HC≡CH、④HCHO,其中碳原子采取sp2雜化的分子有__________(填物質(zhì)編號)HCHO分子的立體構(gòu)型為______________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鐵被譽(yù)為第一金屬,鐵及其化合物廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)、國防等領(lǐng)域。

(1)已知:元素的一個基態(tài)的氣態(tài)原子得到一個電子形成-1價氣態(tài)陰離子時所放出的能量稱為該元素的第一電子親和能,用E1表示。從-1價的氣態(tài)陰離子再得到1個電子,成為-2價的氣態(tài)陰離子所放出的能量稱為第二電子親和能E2,依此類推。FeO是離子晶體,其晶格能可通過如下的BornHaber循環(huán)計算得到。

鐵單質(zhì)的原子化熱為__________kJ/molFeO的晶格能為__________kJ/mol,基態(tài)O原子E1____________E2(大于小于”),從原子結(jié)構(gòu)角度解釋_________。

(2)乙二胺四乙酸又叫做EDTA(1),是化學(xué)中一種良好的配合劑,形成的配合物叫做螯合物。EDTA在配位滴定中經(jīng)常用到,一般是測定金屬離子的含量。已知:EDTA配離子結(jié)構(gòu)(2)。

EDTA中碳原子軌道的雜化類型為____________EDTANa-Fe()是一種螯合物,六個配位原子在空間構(gòu)型為____________。EDTANa-Fe()的化學(xué)鍵除了σ鍵和配位鍵外,還存在____________。

(3)Fe3O4晶體中,O2-的重復(fù)排列方式如圖所示,該排列方式中存在著由如1、3、6、7的O 圍成的正四面體空隙和如3、67、89、12O2-圍成的正八面體空隙。Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面體空隙中,另一半Fe3+Fe2+填充在正八面體空隙中,則Fe3O4晶體中,O2-數(shù)與正四面體空隙數(shù)(包括被填充的)之比為__________,有__________%的正八面體空隙填充陽離子。Fe3O4晶胞的八分之一是圖示結(jié)構(gòu)單元(3),晶體密度為5.18 g/cm3,則該晶胞參數(shù)a=____________pm。(寫出計算表達(dá)式)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】室溫下,將1L0.3mol L1HA溶液與0.1molNaOH固體混合,使之充分反應(yīng)得到溶液(a)。然后向該溶液中通入HCl或加入NaOH固體(忽略體積和溫度變化),溶液pH隨通(加)入物質(zhì)的量的變化如圖。下列敘述錯誤的是

A. HA是一種弱酸

B. a點對應(yīng)溶液中通入HCl,充分反應(yīng)后,c(H+)/c(HA)增大

C. b點對應(yīng)溶液中:c(Na+)=c(Cl-)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)

D. c點對應(yīng)溶液中:c(Na+)=c(A-)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】合成某物中間體的片段如下:

下列說法錯誤的是( )

A.E→FF→G反應(yīng)都是取代反應(yīng)

B.E、FG都能與Na、NaOH反應(yīng)

C.EFG分子中碳原子都不可能共平面

D.E的分子式相同且苯環(huán)上含2-OH、1-CH2COOH的結(jié)構(gòu)有6

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有機(jī)物A為烴類化合物,質(zhì)譜圖表明其相對分子質(zhì)量為70,其相關(guān)反應(yīng)如圖所示,其中B、D、E的結(jié)構(gòu)中均含有2—CH3,它們的核磁共振氫譜中均出現(xiàn)4個峰。請回答:

1A中所含官能團(tuán)的名稱為___;

2)Ⅰ的反應(yīng)類型為___(填字母序號),Ⅲ的反應(yīng)類型為___;

a.取代反應(yīng) b.加成反應(yīng) c.氧化反應(yīng) d.消去反應(yīng)

3D的分子式為___;

4)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:

Ⅰ:___;

Ⅱ:___;

IIICE可在一定條件下反應(yīng)生成F,F為有香味的有機(jī)化合物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___;

5A的同分異構(gòu)體中有一對互為順反異構(gòu),且結(jié)構(gòu)中有2—CH3,寫出其順式結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡式___

6E的另一種同分異構(gòu)體能發(fā)生銀鏡反應(yīng),能與足量金屬鈉生成氫氣,不能發(fā)生消去反應(yīng),其結(jié)構(gòu)簡式為___。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】按以下步驟從合成(部分試劑和反應(yīng)條件已略去)

請回答下列問題:

1)分別寫出B、D的結(jié)構(gòu)簡式:B___、D___

2)反應(yīng)①~⑦中屬于消去反應(yīng)的是___。(填數(shù)字代號)

3)試寫出CD反應(yīng)的化學(xué)方程式(有機(jī)物寫結(jié)構(gòu)簡式,并注明反應(yīng)條件)___。

4)有機(jī)物X的產(chǎn)量是衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志,請以X為原料經(jīng)過四步反應(yīng)合成乙酸乙酯___(無機(jī)試劑任選,請寫出合成過程并注明反應(yīng)條件)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Prolitane是一種抗抑郁藥物,以芳香烴A為原料的合成路線如下:

請回答以下問題:

(1)D的化學(xué)名稱為______,H→Prolitane的反應(yīng)類型為______

(2)E的官能團(tuán)名稱分別為____________。

(3)B的結(jié)構(gòu)簡式為______。

(4)F→G的化學(xué)方程式為______。

(5)C的同分異構(gòu)體中能同時滿足下列條件的共有______(不含立體異構(gòu));

①屬于芳香化合物 ②能發(fā)生銀鏡反應(yīng) ③能發(fā)生水解反應(yīng)

其中核磁共振氫譜顯示為4組峰,其峰面積比為3221,寫出符合要求的該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式______

(6)參照Prolitane的合成路線,設(shè)計一條由苯和乙醇為原料制備苯甲酸乙酯的合成路線_____________(其他無機(jī)試劑和溶劑任選)。

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