【题目】镍钴锰酸锂电池是一种高功率动力电池。下列流程采用废旧锂离子电池正极材料(正极一般以铝箔作为基底,两侧均匀涂覆正极材料,正极材料包括一定配比的正极活性物质,如钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂和三元材料等)制备镍钴锰酸锂三元正极材料())
回答下列问题:
(1)写出正极碱浸过程中的离子方程式:________________;能够提高碱浸效率的方法有____________(至少写两种)。
(2)废旧锂离子电池拆解前进行“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是_________________。
(3)中元素化合价为_______________,其参与“还原”反应的离子方程式为___________。
(4)溶液温度和浸渍时间对钴的浸出率影响如图所示:
则浸出过程的最佳条件是___________________。
(5)已知溶液中的浓度为,缓慢通入氨气,使其产生沉淀,列式计算沉淀完全时溶液的______________________(已知离子沉淀完全时,溶液体积变化忽略不计)
(6)写出“高温烧结固相合成”过程的化学方程式:____________________。
【答案】 减小原料粒径(或粉碎)、适当增加溶液浓度、适当升高温度、搅拌、多次浸取等 从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中 +3价 、 9.15
【解析】
根据流程先后,分析各步处理的作用或可能的化学反应,理解图中一些字词的含义。在此基础上,结合小题中的条件逐一解答相关问题。
(1)正极材料中的铝在碱浸时反应的离子方程式为提高浸出率的方法有减小原料粒径(或粉碎)、适当增加溶液浓度、适当升高温度、搅拌、多次浸取等方法。
(2)废旧锂离子电池拆解前进行“放电处理”,从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中,有利于提高锂元素的回收率。
(3)中元素为+1价,元素为-2价,故元素化合价为+3价,为难溶物,为强电解质,还原中+3价元素,反应的离子方程式为。
(4)由图可知,在条件下钴的浸出率最高。
(5)沉淀完全时,
mol/L,
。
(6)与反应分别生成与,高温烧结固相合成,根据原子守恒可得到化学方程式为
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【题目】温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表,下列说法正确的是( )
t / s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl3) / mol | 0 | 0. 16 | 0. 19 | 0. 20 | 0. 20 |
A. 体系平衡时与反应起始时的压强之比为5∶6
B. 反应在前50 s 的平均速率ν(PCl3)= 0. 0032 mol·L-1·s-1
C. 相同温度下,起始时向容器中充入0.6mol PCl5、0. 20 mol PCl3 和0. 20 mol Cl2,反应达到平衡前ν(正)>ν(逆)
D. 相同温度下,若起始时向容器中充入2. 0 mol PCl3 和2. 0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3 的质量分数比上述平衡体系小
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【题目】回答下列问题:
(1)已知室温下CO的燃烧热为283 kJ/mo1,则CO的燃烧热的热化学方程式为___________________________________。
(2)工业上利用CO和H2合成清洁能源CH3OH,其反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-116kJ/mo1
如图表示CO的平衡转化率(α)随温度和压强变化的示意图。X表示的是_____________,Y1_____Y2(填“<”、“=”、“>”)。
(3)合成甲醇的反应原理为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500℃下发生反应,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①反应进行到4min时,v(正)____v(逆)(填“>”“<”或“=”)。0~4min,CO2的平均反应速率v(CO2)=____________mol·L1·min1。
②该温度下平衡常数为_____________。
③下列能说明该反应已达到平衡状态的是______________。
A.v正(CH3OH)=3v逆(H2)
B.CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1∶3∶1∶1
C.恒温恒压下,气体的体积不再变化
D.恒温恒容下,气体的密度不再变化
(4)为提高燃料的能量利用率,常将其设计为燃料电池。某电池以甲烷为燃料,空气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,以具有催化作用和导电性能的稀土金属为电极。写出该燃料电池的负极反应式:_____________________________。
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【题目】汽车尾气净化中的一个反应如下:2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g),请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180.5kJ·mol1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol1
则2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)的ΔH=____________kJ·mol1。
(2)一定温度下,向容积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO。在t1时刻达到平衡状态,此时n(CO)=0.1mol,n(NO)=0.2mol,n(N2)=a mol,且平衡时混合气体压强为初始气体压强的0.8。
①则该反应的平衡常数K=____________。若保持温度及容器容积不变,平衡后在此基础上再向容器中充入2a mol的N2、0.2mol的NO,平衡将____________(填“向左”“向右”或“不”)移动。
②下列各种情况,可说明该反应已经达到平衡状态的是____________(填字母)。
A.v(CO2)生成=v(CO)消耗
B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.NO、CO、N2、CO2的浓度均不再变化
E.单位时间内生成2n mol碳氧双键的同时消耗n mol N≡N
③在t2时刻,改变某一外界条件,正反应速率的变化曲线如图所示:可能改变的条件是____________、_________。
(3)有人提出可以用如图所示的电解原理的方法消除汽车尾气,写出阳极发生的电极反应式:________________________________________。
(4)如果要净化汽车尾气同时提高该反应的速率和NO的转化率,采用的措施是__________。
A.降低温度
B.增大压强同时加催化剂
C.升高温度同时充入N2
D.及时将CO2和N2从反应体系中移走
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【题目】某芳香烃A可以从煤干馏得到的煤焦油中分离出来,以A为原料可以合成聚邻氨基苯甲酸、扁桃酸等物质,其合成流程如下(部分产物、合成路线、反应条件已略去):
已知:
Ⅰ.R—CHO+HCN
Ⅱ.R—CNR—COOH
Ⅲ.(苯胺易被氧化)
请回答下列问题:
(1)C的分子式为__________。
(2)下列对相关反应类型的判断合理的是__________ (填序号)。
① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | |
Ⅰ | 加成 | 水解 | 还原 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
Ⅱ | 加成 | 消去 | 还原 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅲ | 取代 | 水解 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 | |
Ⅳ | 取代 | 消去 | 氧化 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
(3)写出反应③的化学方程式:______________________________。
(4)扁桃酸有多种同分异构体,其中既能与氯化铁溶液发生显色反应,又能与碳酸氢钠溶液反应产生气泡的同分异构体有__________种,写出其中一种的结构简式:__________________。
(5)以芳香烃A为主要原料,还可以通过下列合成路线合成阿司匹林和冬青油:
①冬青油的结构简式为____________________。
②写出反应Ⅴ的化学方程式:______________________________。
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【题目】某弱酸溶液中存在电离平衡HAH++A-,下列叙述不正确的是
A. 溶液中离子浓度的关系满足:c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B. 0.10 mol/L的HA溶液中加水稀释,溶液中c(OH-)增大
C. HA溶液中加少量的NaA固体,平衡逆向移动
D. 常温下,加入NaA固体可使HA的电离常数变小
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【题目】乙二酸俗名草酸,下面是化学学习小组的同学对草酸晶体(H2C2O4·xH2O)进行的探究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。
该组同学的研究课题是:探究测定草酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的x值。通过查阅资料和网络查寻得,草酸易溶于水,水溶液可以用酸性KMnO4溶液进行滴定:
2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
学习小组的同学设计了如下步骤用滴定的方法测定x值。
①称取1.260 g纯草酸晶体,将其制成100.00 mL水溶液为待测液。
②取25.00 mL待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀H2SO4。
③用浓度为0.1000 mol·L-1的酸性KMnO4标准溶液进行滴定,达到终点时消耗10.00 mL。
(1)上述步骤②中使用的锥形瓶是否需要事先用待测液润洗_______。(填“是”或“否”)滴定时,将酸性KMnO4标准液装在如图中的________(填“甲”或“乙”)滴定管中。
(2)本实验滴定达到终点的标志可以是________________________________。
(3)通过上述数据,求得x=________。
讨论:①若滴定终点时俯视滴定管刻度,则由此测得的x值会________(填“偏大”、“偏小”或“不变”,下同)。
②根据上述实验计算的数据可信性不强,为了提高实验的准确性,请写出改进方法______________________________。
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【题目】在0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中存在如下电离平衡: CH3COOH CH3COO-+H+,对于该平衡,下列叙述正确的是( )
A. 加入水时,平衡向逆反应方向移动
B. 加入少量NaOH固体,平衡向正反应方向移动
C. 加入少量0.1 mol·L-1 HCl溶液,溶液中c(H+)减小
D. 加入少量CH3COONa固体,平衡向正反应方向移动
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