【題目】一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料,生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料數(shù)量可觀,廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在;鈷以Co2O3·CoO的形式存在,吸附在鋁箔的單面或雙面;鋰混雜于其中。從廢料中制取高純碳酸鈷(CoCO3)的工藝流程如圖:

1)寫出一條加快堿溶速率的措施__。

2)過程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出鈷。則浸出鈷的離子反應方程式為__(產(chǎn)物中只有一種酸根)。該過程不能用鹽酸代替硫酸進行酸化,原因是_

3)過程Ⅲ中碳酸鈉溶液的作用是沉淀Al3+Li+,寫出沉淀Al3+的離子方程式__。

4)過程Ⅳ沉鈷的離子方程式是__

5CoCO3可用于制備鋰離子電池的正極材料LiCoO2,其生產(chǎn)工藝是將n(Li)n(Co)=llLi2CO3CoCO3的固體混合物在空氣中加熱至700℃~900℃。試寫出該反應的化學方程式__。

【答案】廢料粉碎、升高溫度、增大堿液的濃度。 4Co2O3·CoO + S2O32-+ 22H+= 12Co2++ 2SO42-+ 11H2O Co2O3·CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl2,污染環(huán)境 2Al3++3CO32-+3H2O = 2Al(OH)3↓+3CO2 Co2++2HCO3-= CoCO3↓+CO2↑+H2O 2Li2CO3+4CoCO3+O2 4LiCoO2+ 6CO2

【解析】

1)根據(jù)影響反應速率的因素回答加快堿溶速率的措施;

2)過程中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液,Co3+被還原為Co2+, S2O32-被氧化為SO42-;Co3+具有強氧化性,能把鹽酸氧化為氯氣;

3)過程中碳酸根離子與Al3+發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳氣體;

4)過程沉鈷是Co2+HCO3-反應生成CoCO3沉淀和二氧化碳氣體;

5)將n(Li)n(Co)=llLi2CO3CoCO3的固體混合物在空氣中加熱至700℃900℃生成LiCoO2,氧氣把Co(Ⅱ)氧化為Co(Ⅲ),根據(jù)電子守恒配平方程式。

1)根據(jù)影響反應速率的因素,廢料粉碎、升高溫度、增大堿液的濃度都可以加快堿溶速率;

2)過程中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液,Co(Ⅲ)被還原為Co(Ⅱ), S2O32-被氧化為SO42-,浸出鈷的離子反應方程式為4Co2O3·CoO + S2O3 2-+ 22H+= 12Co2++ 2SO42- + 11H2OCo2O3·CoO具有強氧化性,能把鹽酸氧化為Cl2,污染環(huán)境,所以不能用鹽酸代替硫酸進行酸化;

3)過程中碳酸根離子與Al3+發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳氣體,沉淀Al3+的離子方程式是2Al3++3CO32-+3H2O = 2Al(OH)3↓+3CO2;

4)過程沉鈷是Co2+HCO3-反應生成CoCO3沉淀和二氧化碳氣體,反應的離子方程式是Co2++2HCO3-= CoCO3↓+CO2↑+H2O;

5)將n(Li)n(Co)=llLi2CO3CoCO3的固體混合物在空氣中加熱至700℃900℃生成LiCoO2,氧氣把Co(Ⅱ)氧化為Co(Ⅲ),根據(jù)電子守恒配平方程式為2Li2CO3+4CoCO3+O2 4LiCoO2+ 6CO2。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】二甲醚是一種重要的清潔燃料,可替代氟氯代烷作制冷劑,利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下:

2H2g)+COg)=CH3OHgΔH=-90.8 kJ·mol-1

2CH3OHg)=CH3OCH3g)+H2OgΔH=-23.5 kJ·mol-1

COg)+H2Og)=CO2g)+H2gΔH=-41.3 kJ·mol-1

請回答下列問題。

(1)由 H2CO直接制備二甲醚的總反應:3H2g)+3COg)=CH3OCH3g)+CO2g)的ΔH=________。一定條件下的密閉容器中,該總反應達到平衡,要提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施有________(填字母代號)。

a.高溫高壓 b.加入催化劑 c.分離出CO2

d.增加CO的量 e.分離出二甲醚

(2)某溫度下反應2CH3OHgCH3OCH3g)+H2Og)的平衡常數(shù)為400。此溫度下,在密閉容器中加入CH3OH,反應到某時刻測得各組分的濃度如下:

物質(zhì)

CH3OH

CH3OCH3

H2O

濃度/(mol·L-1

0.44

0.6

0.6

①比較此時正、逆反應速率的大小:v___(填“>”“<”或“=”)v。

②若加入CH3OH后,經(jīng)10 min反應達到平衡,此時cCH3OH)=________,該時間段內(nèi)vCH3OH)=________。

(3)有研究者在催化劑(含CuZnAlOAl2O3)、壓強為5.0 MPa的條件下,在相同時間內(nèi)測得CH3OCH3產(chǎn)率隨溫度變化的曲線如圖甲所示。其中CH3OCH3產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因可能是_____________________________________。

(4)二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高、能量密度高等優(yōu)點,可用于電化學降解治理水中硝酸鹽的污染。電化學降解NO3-的原理如圖乙所示。若電解質(zhì)為酸性,二甲醚直接燃料電池的負極反應式為____________________;若電解過程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子,則陽極室減少的質(zhì)量為_________g。

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【題目】短周期主族元素X、Y、Z、R、T的原子半徑與原子序數(shù)關系如下圖所示。Y與Z能形成Z2Y、Z2Y2型離子化合物,R原子最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍,T單質(zhì)但難溶于水微溶于酒精。下列說法正確的是

A. 最高價氧化物對應水化物的酸性:R>T

B. 氫化物的沸點一定是Y>R

C. 原子半徑和離子半徑均滿足Y<Z

D. 由X、Y、Z、T四種元素組成的化合物中既含有離子鍵又含有共價鍵

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】如圖是化學課外活動小組設計的用化學電源(鋅銅硫酸原電池)使LED燈發(fā)光的裝置示意圖。下列有關該裝置的說法正確的是(

A.銅片為負極B.鋅片上發(fā)生還原反應

C.其能量轉(zhuǎn)化的形式主要是化學能電能光能D.如果將稀硫酸換成鹽酸,LED燈將不會發(fā)光

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】.某實驗小組對H2O2的分解做了如下探究,將質(zhì)量相同的粉末狀和塊狀的MnO2分別加入盛有15 mL5%H2O2溶液的大試管中,并用帶火星的木條測試,下表是該實驗小組研究影響H2O2分解速率的因素時記錄的一組數(shù)據(jù)。

MnO2

觸摸試管情況

觀察結(jié)果

反應完成所需的時間

粉末狀

很燙

劇烈反應,帶火星的木條復燃

3.5 min

塊狀

微熱

反應較慢,火星紅亮但木條未復燃

30 min

(1)寫出大試管中發(fā)生反應的化學方程式:______。該反應是______(放熱吸熱”)反應。

(2)實驗結(jié)果表明,催化劑的催化效果與____有關。

(3)某同學在10 mLH2O2溶液中加入一定量的MnO2,放出氣體的體積(標準狀況)與反應時間的關系如下圖所示,則A、B、C三點所表示的反應速率最慢的是____

.某反應在體積為5 L的恒容密閉容器中進行,在03分鐘內(nèi)各物質(zhì)的量的變化情況如下圖所示(AB,C均為氣體)。

(4)該反應的化學方程式為____

(5)反應開始至2分鐘時,B的平均反應速率為_____A的轉(zhuǎn)化率為______。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】最近意大利羅馬大學的FuNvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子。N4分子結(jié)構(gòu)如圖所示,已知斷裂1 mol N-N吸收193 kJ熱量,生成1 mol N≡N放出941 kJ熱量。根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù),下列說法正確的是(  )

A. N4屬于一種新型的化合物

B. N4N2的同位素

C. N4轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>N2是物理變化

D. 1 mol N4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>N2放出724 kJ能量

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某氣態(tài)烴A在標準狀況下的密度為1.25g/L,其產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平。BD都是生活中常見的有機物,D能跟碳酸氫鈉反應。它們之間的轉(zhuǎn)化關系如下圖所示:

(1)A的結(jié)構(gòu)式為___; F的結(jié)構(gòu)簡式為___;D中官能團的名稱為___

(2)反應的反應類型是____,反應的化學方程式為________

(3)反應Cu做催化劑的條件下進行,該實驗的步驟是將紅亮的銅絲置于酒精燈上加熱,待銅絲變?yōu)楹谏珪r,迅速將其插入到裝有B的試管中 (如圖所示)

重復操作23次,觀察到的現(xiàn)象是___,該反應的化學方程式為______。

(4)BD在濃硫酸的作用下實現(xiàn)反應,實驗裝置如下圖所示:

實驗開始前飽和X溶液的溶質(zhì)是_________;

飽和X溶液的作用是:___________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】已知A是一種常見金屬,F是一種紅褐色沉淀。試根據(jù)圖中轉(zhuǎn)化關系,回答下列問題。

1)寫出F、G的化學式。F__G___。

2)檢驗D中陽離子的方法___。

3)保存C溶液時為什么要加固體A__。

4)寫出下列轉(zhuǎn)化的離子方程式或化學方程式。

A→C___。

C→D___

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】氯化亞硝酰(NOCl,沸點為-5.5)是有機合成中的重要試劑,為黃色氣體,具有刺鼻惡臭味,遇水反應,有多種方法制備氯化亞硝酰。已知:HNO2既有氧化性又有還原性,AgNO2微溶于水,溶于硝酸:AgNO2+HNO3=AgNO3+HNO2。

1)將5g300℃下干燥了3h并研細的KCl粉末裝入50mL帶有接頭及抽真空用活塞的玻璃容器內(nèi)。將容器盡量減壓,在減壓條件下通入0.002molNO2。反應1236min即可完成,紅棕色的NO2消失,出現(xiàn)黃色的氯化亞硝酰,同時還得到一種鹽,該鹽的化學式為_。氯化鉀需要干燥的原因是__

2)實驗室可由氯氣與一氧化氮在常溫常壓下合成氯化亞硝酰,裝置如圖所示。

①儀器a的名稱為__

②干燥管中盛放的試劑為_。

③生成NOCl的化學方程式為__

3)為驗證NOClH2O反應后的溶液中存在ClHNO2,設計如下實驗步驟,完成下列表格。

步驟

實驗現(xiàn)象或反應的化學方程式

①取5mL儀器a中產(chǎn)品,加入盛有水的燒杯中,充分反應

NOClH2O反應的化學方程式為__

②向燒杯中滴加足量AgNO3溶液,有白色沉淀生成,再加入足量稀硝酸

加入稀硝酸后,實驗現(xiàn)象為__

③向步驟②燒杯中滴加酸性KMnO4溶液

實驗現(xiàn)象為_

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