Question

（1）含0.4mol Al³⁺的Al₂（SO₄）₃中所含的SO₄^2-的物质的量是

 

．0.3mol NH₃分子中所含氢原子数与

 

个H₂O分子中所含氢原子数相等．如果a g某气体中含有的分子数为b，则c g该气体在标准状况下的体积是（设N_A为阿伏加德罗常数）

 

L．
（2）锂离子电池的应用很广泛，其正极材料可再生利用．某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO₂）、导电剂乙炔和铝箔等，其中钴酸锂的回收用到“酸浸”，即在80℃、H₂SO₄和H₂O₂作用下生成Li₂SO₄和CoSO₄，请写出该反应的化学方程式

 

，有人提出因为盐酸也具有

 

（填性质）可以代替H₂SO₄和H₂O₂；但该提议却不被生产厂家所采纳，你认为其原因最可能是

 

．

Answer 1

考点：物质的量浓度的相关计算,物质的量的相关计算

专题：计算题

分析：（1）由电荷守恒可知，溶液中n（SO₄^2-）=

3

2

n（Al³⁺）；
根据氨气分子中含有H原子数目计算H原子物质的量，进而计算水分子物质的量，再根据N=nN_A计算水分子数目；
同种气体，其质量与分子数成正比，据此计算cg气体含有分子数目，然后根据n=

N

NA

气体物质的量，再V=n×Vm计算体积；
（2）酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO₂，生成物有Li₂SO₄和CoSO₄，Co元素化合价降低，则过氧化氢被氧化为氧气，同时生成水，由题中信息知LiCoO₂具有强氧化性，加入盐酸有污染性气体氯气生成．

解答： 解：（1）0.4mol Al³⁺的Al₂（SO₄）₃中所含的SO₄^2-的物质的量=0.4mol×

3

2

=0.6mol；
与0.3mol NH₃分子中所含氢原子数相等的水的物质的量=

0.3mol×3

2

=0.45mol，故水分子数目=0.45mol×N_Amol^-1=0.45N_A；
a克某气体中含有的分子数为b，则c克气体含有的分子数为

cb

a

，c克该气体的物质的量为

cb a

NAmol-1

=

bc

aNA

mol，在标准状况下，cg气体的体积=

bc

aNA

molmol×22.4L/mol=

22.4bc

aNA

L，
故答案为：0.6mol；0.45N_A；

22.4bc

aNA

；L．
（2）酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO₂，生成物有Li₂SO₄和CoSO₄，Co元素化合价降低，则过氧化氢被氧化为氧气，同时生成水，反应方程式为：2LiCoO₂+H₂O₂+3H₂SO₄

80℃  .

Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂↑+4H₂O，因为盐酸也具有强酸性和还原性，理论上可以代替H₂SO₄和H₂O₂，但上述反应可知LiCoO₂具有强氧化性，加入盐酸有污染性气体氯气生成，
故答案为：2LiCoO₂+H₂O₂+3H₂SO₄

80℃  .

Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂↑+4H₂O；强酸性和还原性；有氯气生成，污染较大．

点评：本题考查物质的量的有关计算、氧化还原反应，属于拼合型题目，（2）中注意对氧化还原反应的理解，从题目中获取信息，本题难度中等．