【題目】鋰電池應(yīng)用很廣,某種鋰離子電池,其正極材料可再生利用。其正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)、導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時(shí),該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6,現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源(部分條件未給出)。

回答下列問題:

1寫出正極堿浸中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____________

2酸浸一般在80℃下進(jìn)行,寫出該步驟中發(fā)生的主要氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________;如果可用鹽酸代替H2SO4H2O2的混合溶液,可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式___________________________;

3寫出沉鈷過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________

4充放電過程中,發(fā)生LiCoO2Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化,寫出充電時(shí)正極的電極反應(yīng)_____________________________________;

5在整個(gè)回收工藝中,可回收到的金屬化合物有____________(填化學(xué)式);

6最近美國(guó)和韓國(guó)的科學(xué)家合作研究出新型鋰空氣電池,他們的鋰空氣電池在放電過程中產(chǎn)生穩(wěn)定的晶狀超氧化鋰(LiO2),超氧化鋰可以很容易地分解成鋰和氧,從而具有更高的效率和更長(zhǎng)的循環(huán)壽命。請(qǐng)寫出該電池正極的電極反應(yīng) ____________。

【答案】12Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 22LiCoO2+3H2SO4+H2O2 = Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O

2CoO22++2Cl- +8H+ =2Co2++Cl2↑+4H2O

3CoSO4 + 2NH4HCO3 = CoCO3 ↓+ (NH4)2SO4 +CO2↑+ H2O 4LiCoO2-xe- = Li1-xCoO2 + xLi+

5Al(OH)3、Li2SO4、CoCO3(CoSO4)6 O2 + e- + Li+ = LiO2

【解析】

試題分析1正極中含有鋁,鋁易溶于強(qiáng)堿溶液生成AlO2-,反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2,故答案為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2;

2酸浸時(shí)反應(yīng)物有硫酸、過氧化氫以及LiCoO2,生成物有Li2SO4CoSO4,反應(yīng)方程式為2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,由題中信息知LiCoO2具有強(qiáng)氧化性如果可用鹽酸代替H2SO4H2O2的混合溶液,LiCoO2能夠?qū)Ⅺ}酸氧化生成氯氣,2CoO22++2Cl- +8H+ =2Co2++Cl2↑+4H2O;故答案為2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O2CoO22++2Cl- +8H+ =2Co2++Cl2↑+4H2O;

3沉鈷過程中硫酸鈷和碳酸氫銨反應(yīng)生成碳酸鈷沉淀、硫酸銨、二氧化碳和水,反應(yīng)方程式為CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O,故答案為CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O;

4充電過程中,正極的電極反應(yīng)LiCoO2-xe- = Li1-xCoO2 + xLi+故答案為LiCoO2-xe- = Li1-xCoO2 + xLi+;

5放電時(shí),負(fù)極上生成鋰離子,鋰離子向正極移動(dòng)并進(jìn)入正極材料中所以放電處理有利于鋰在正極的回收,根據(jù)流程圖知可回收到的金屬化合物有Al(OH)3、CoCO3Li2SO4,故答案為Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4;

6空氣電池,正極氧氣得到電子,電極反應(yīng)為O2 + e- + Li+ = LiO2故答案為O2 + e- + Li+ = LiO2。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、ZW,其中XZ、W與氫元素可組成XH3H2ZHW共價(jià)化合物;Y與氧元素可組成Y2OY2O2的離子化合物。

1)寫出Y2O2的電子式:____ _,其中含有的化學(xué)鍵是___ _。

2)用電子式表示Y2O的形成過程________ _______。

3X、Z、W三種元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中,稀溶濃氧化性最強(qiáng)的是_____(填化學(xué)式)。

4XH3H2ZHW三種化合物,其中一種與另外兩種都能反應(yīng)的是__________(填化學(xué)式)

5)由X、Y組成的化合物分子中.XW原子的最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),該化合物遇水可生成一種具有漂白性的化合物,試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________ ____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】丁子香酚可用作殺蟲劑和防腐劑,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖:。

(1)寫出丁子香酚的分子式__________,其含氧官能團(tuán)名稱為__________。

(2)下列物質(zhì)不能與丁子香酚發(fā)生反應(yīng)的是______(填序號(hào))。

a.NaOH溶液   b.NaHCO3溶液 c.Br2的四氯化碳溶液 d.乙醇

(3)丁子香酚的一種同分異構(gòu)體:對(duì)甲基苯甲酸乙酯(E)是有機(jī)化工原料,用于合成藥物的中間體。E的合成路線如下:

①指出化學(xué)反應(yīng)類型:甲____ ______;乙_____ _____。

②寫出反應(yīng)丙的化學(xué)反應(yīng)方程式:_________ _____________。

③寫出符合下列條件的C的同分異構(gòu)體:__________。(只答其中一種即可)

ⅰ含有苯環(huán); ⅱ能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Ⅰ.化石燃料的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量污染大氣的二氧化硫和溫室氣體二氧化碳, 而氫氣被認(rèn)為是無碳無污染的清潔能源。

(1)某些合金可用于儲(chǔ)存氫,金屬儲(chǔ)氫的原理可表示為M+xH2 MH2x △H<0 (M表示某種合金)右圖表示溫度分別為T1, T2時(shí),最大吸氫量與氫氣壓強(qiáng)的關(guān)系。則下列說法中,正確的是

a、T1>T2

b、增大氫氣壓強(qiáng),加快氫氣的吸收速率

c、增大M的量,上述平衡向右移動(dòng)

d、上述反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)多次儲(chǔ)存和釋放氫氣

(2)25℃,101KPa條件下,ag氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9kJ熱量,則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為

(3)工業(yè)上通常用生產(chǎn)水煤氣的方法制得氫氣。其中C(s) +H2O(g) CO(g) + H2(g) ,850℃時(shí)平衡常數(shù)K= 1.若向1升的恒容密閉真空容器中同時(shí)加入x mol C和6.0mol H2O.

①當(dāng)加熱到850℃,反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志有

A.消耗水蒸氣的物質(zhì)的量與生成CO的物質(zhì)的量相等 B.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不變

C.混合氣的密度不變 D.單位時(shí)間有n個(gè)H﹣O鍵斷裂的同時(shí)有n個(gè)H﹣H鍵斷裂

②850℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,x應(yīng)滿足的條件是

、甲烷和甲醇可以做燃料電池,具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景,回答下列問題

(4)甲醇燃料電池(簡(jiǎn)稱DMFC)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量轉(zhuǎn)化率高、對(duì)環(huán)境無污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。DMFC工作原理如上圖所示:通入b氣體的電極是原電池的 (填 “正”或“負(fù)”)。通入a氣體的電極反應(yīng)式為

(5)某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源,進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn),如圖所示U形管中氯化鈉溶液的體積為80ml。閉合K后,若每個(gè)電池甲烷用量均為0.224L(標(biāo)況),且反應(yīng)完全,則理論上通過電解池的電量為 (保留兩位小數(shù),已知法拉第常數(shù)F=9.65×104C/mol),若產(chǎn)生的氣體全部逸出,電解后溶液混合均勻,電解后U形管中溶液的pH為 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有機(jī)物DBP常用作纖維素樹脂和聚氯乙烯的增塑劑,特別適用于硝酸纖維素涂料。具有優(yōu)良的溶解性、分散性和粘著性。由有機(jī)物A和鄰二甲苯為原料可以合成DBP。

③烴A是有機(jī)合成的重要原料。A的質(zhì)譜圖表明其相對(duì)分子質(zhì)量為42,紅外光譜表明分子中含有碳碳雙鍵;B能發(fā)生銀鏡反應(yīng);有機(jī)物C的核磁共振氫譜顯示其分子中含有5種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子,且個(gè)數(shù)之比為3:2:2:2:l;卮鹣铝袉栴}:

(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________;A在一定條件下生成聚合物的化學(xué)方程式為___________________

(2)D中的含氧官能團(tuán)是___________。有機(jī)物D和足量有機(jī)物C反應(yīng)生成DBP的化學(xué)方程式是____________________________________________

(3)下列說法正確的是___________ (選填序號(hào)字母)。

A.A能發(fā)生聚合反應(yīng)、加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)

B.與C互為同分異構(gòu)體,且含有相同官能團(tuán)的有機(jī)物有2種

C.鄰二甲苯能氧化生成D說明有機(jī)物分子中基團(tuán)之間存在影響

D.1 mol DBP可與含4mol NaOH的溶液完全反應(yīng)

(4)工業(yè)上常用有機(jī)物E(C8H4O3)代替D生產(chǎn)DBP。反應(yīng)分為兩步進(jìn)行:

i)E+C中間產(chǎn)物

ii)中間產(chǎn)物+C DBP+H2O

①請(qǐng)寫出E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式___________。

②工業(yè)上生產(chǎn)有機(jī)物E的反應(yīng)如下:2X+9O22E+4CO2+4H2O,芳香烴X的一溴代物只有兩種,則X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是___________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在有機(jī)反應(yīng)中加氧去氫的反應(yīng)叫氧化反應(yīng),去氧加氫的反應(yīng)叫還原反應(yīng),如乙烯與氫氣的加成反應(yīng)也叫還原反應(yīng)。1-苯乙醇因具有玫瑰香氣味而廣泛用于各種食用香精中,實(shí)驗(yàn)室用苯乙酮制備1-苯乙醇的反應(yīng)、裝置示意圖和有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

試劑[

熔點(diǎn)/℃[

沸點(diǎn)/℃

密度/g·cm-3

溶解性

乙醇

乙醚

1-苯乙醇

20

203.4

1.013

不溶

苯乙酮

19.7

202.3

1.028

不溶

硼氫化鈉

36

400

1.076

不溶

乙醇

-117.3

78.4

0.789

乙醚

-116.3

34.6

0.713

微溶

實(shí)驗(yàn)步驟:

A中加入15mL 95%的乙醇和1.0g硼氫化鈉,攪拌下再滴入8mL苯乙酮,然后在攪拌的條件下,滴加足量的3mol·L-1的鹽酸;使A中反應(yīng)液的溫度保持在75-80℃,使其中大部分乙醇蒸發(fā),出現(xiàn)分層,再加入10mL乙醚。將混合反應(yīng)液倒入分液漏斗中分液,水層再用10mL乙醚萃取,合并兩次有機(jī)相,再進(jìn)行簡(jiǎn)單蒸餾除去乙醚。最后經(jīng)提純收集到1-苯乙醇4.5g

回答下列問題:

1 苯乙酮制備1-苯乙醇的反應(yīng)類型是 ;

2儀器B的名稱為______________;

3反應(yīng)完成后,加入10mL乙醚,充分振蕩后,上層為__________(水層有機(jī)層”)

4反應(yīng)中加入乙醇的目的是________________________________;

5兩次合并的有機(jī)相進(jìn)行蒸餾除去乙醚,采用的最佳加熱方式是_________(填字母),若回收乙醚,則收集餾分的溫度范圍是____________________;

a.酒精為加熱 b.水浴加熱 c.油浴加熱 d.酒精噴燈加熱

6本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為_____________(保留兩位有效數(shù)字)

7 1-苯乙醇除用作香料外也用于有機(jī)合成,如1-苯乙醇與冰醋酸酯化反應(yīng)制得乙酸蘇合香酯,寫出此反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)方程式______________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】W、X、YZ、MG六種元素分屬三個(gè)短周期,且原子序數(shù)依次增大。WZ同主族,可形成離子化合物ZW;YM同主族,可形成MY2、MY3兩種分子;X的氣態(tài)氫化物水溶液呈堿性。請(qǐng)回答下列問題:

1Y在元素周期表中的位置為_________,上述元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性最強(qiáng)的是_____(寫化學(xué)式),WY、Z、M形成的簡(jiǎn)單離子的半徑大小順序是___________________(用化學(xué)符號(hào)表示),G的離子結(jié)構(gòu)示意圖:_______________。

2YM的氫化物中,熱穩(wěn)定性更好的是____________(填化學(xué)式),原因是____________________________________________________________。

3Z2Y2的電子式為__________,ZW與水反應(yīng)放出氣體的化學(xué)方程式為_______________________________________________________________________

4X2W4可作為新型燃料電池的燃料,在氧氣中燃燒生成氮?dú)夂退?qǐng)利用X2W4、氧氣與KOH溶液組成堿性燃料電池,寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式________________________,指出電解質(zhì)溶液中OH-離子向________極移動(dòng)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】、按要求書寫下列化學(xué)方程式和名稱:

(1)1,3-丁二烯與等物質(zhì)的量的單質(zhì)溴在60℃時(shí)發(fā)生1,4-加成

(2)甲苯制備TNT ,用系統(tǒng)命名給TNT命名

(3)乙醛發(fā)生銀鏡反應(yīng)

、(1)某烴A的質(zhì)譜圖表明其相對(duì)分子質(zhì)量為84,紅外光譜表明分子中含有碳碳雙鍵,與氫氣加成反應(yīng)可得到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(CH3)2CHCH(CH3)2的烷烴,則此烯烴可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是: (任寫一種)。

(2)核磁共振譜表明A分子中只有一種類型的氫。

①用系統(tǒng)命名法給A命名: 。

②A中的碳原子是否都處于同一平面? (填“是”或者“不是”)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),以檢驗(yàn)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。請(qǐng)回答下列問題:

(1)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),反應(yīng)后①中的溫度升高;②中的溫度降低.由此判斷鋁條與鹽酸的反應(yīng)是 熱反應(yīng), Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)是 熱反應(yīng).反應(yīng)過程 (填“①”或“②”)的能量變化可用圖2表示。

(2)現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng):

(A)NaOH+HCl=NaCl+H2O (B)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2

以上兩個(gè)反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池的是 , 負(fù)極材料為:____ ___,電解質(zhì)溶液為:_______ ___,負(fù)極的電極反應(yīng)式為:_________________。

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