【题目】金属是重要但又匮乏的战略资源。从废旧锂电池的电极材料(主要为附在铝箔上的LiCoO2,还有少量铁的氧化物)中回收钴的一种工艺流程如图:
请回答下列问题:
(1)在焰色反应实验中,可用钴玻璃观察钾元素的焰色,该钴玻璃的颜色为__。
(2)溶液A中溶质除NaOH外,还有__。
(3)如将硫酸改为盐酸浸取“钴渣“,也可得到Co2+。
①浸取时,为提高”钴渣”中浸取率,可采取的措施有__(任写一条)。
②工业生产中一般不用盐酸浸取“钴渣”,其原因是__。
③“钴渣”中LiCoO2溶解时的离子方程式为__。
(4)在“滤液1”中加入20﹪Na2CO3溶液,目的是__;检验“滤液1”中Fe2+是否完全被氧化、不能用酸性KMnO4溶液,原因是__。
(5)”钴沉淀”的化学式可表示为CoCO3·yCo(OH)2。称取5.17g该样品置于硬质玻璃管中,在氮气中加热。使样品完全分解为CoO,生成的气体依次导入足量的浓硫酸和碱石灰中,二者分别增重0.54g和0.88g。则“钴沉淀”的化学式为__。
【答案】蓝色 NaAlO2 粉碎、搅拌、升高温度 LiCoO2可氧化盐酸,产生的Cl2会污染环境 8LiCoO2+S2O32-+22H+=8Li++8Co2++2SO42-+11H2O 调节溶液pH,使Fe3+转换为Fe(OH)3沉淀 Co2+、S2O32-也能使KMnO4溶液褪色 2CoCO3·3Co(OH)2
【解析】
电极材料的成分为LiCoO2、Al、铁的氧化物,加入NaOH溶液后,只有Al溶解,转化为NaAlO2而成为溶液A的主要成分;滤渣中含有LiCoO2及铁的氧化物,加入H2SO4和Na2S2O3,此时LiCoO2及铁的氧化物溶解,Co被还原为Co2+,Fe3+被还原为Fe2+;过滤所得滤液中加入NaClO3作氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+,加入Na2CO3调节溶液的pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;过滤出Fe(OH)3,所得滤液中加入NaF,将Li+转化为LiF沉淀;滤液中加入Na2CO3溶液,Co2+转化为钴沉淀。据此解答。
(1)观察钾元素焰色的钴玻璃,颜色为蓝色。答案为:蓝色;
(2)由以上分析知,溶液A中溶质除NaOH外,还有NaAlO2。答案为:NaAlO2;
(3)①浸取时,为提高”钴渣”中浸取率,可采取粉碎、搅拌、升高温度、适当增大硫酸浓度等措施。答案为:粉碎、搅拌、升高温度;
②工业生产中一般不用盐酸浸取“钴渣”,则表明盐酸中的Cl-可能会被氧化为Cl2,从而得出其原因是LiCoO2可氧化盐酸,产生的Cl2会污染环境。答案为:LiCoO2可氧化盐酸,产生的Cl2会污染环境;
③“钴渣”中加入H2SO4和Na2S2O3,LiCoO2溶解,+3价Co被还原为Co2+,离子方程式为8LiCoO2+S2O32-+22H+=8Li++8Co2++2SO42-+11H2O。答案为:8LiCoO2+S2O32-+22H+=8Li++8Co2++2SO42-+11H2O;
(4)在“滤液1”中的Fe3+需要除去,加入20﹪Na2CO3溶液的目的是调节溶液pH,使Fe3+转换为Fe(OH)3沉淀;检验“滤液1”中Fe2+是否完全被氧化、不能用酸性KMnO4溶液,主要是考虑某些离子的干扰作用,原因是Co2+、S2O32-也能使KMnO4溶液褪色。答案为:调节溶液pH,使Fe3+转换为Fe(OH)3沉淀;Co2+、S2O32-也能使KMnO4溶液褪色;
(5)n(H2O)=n[Co(OH)2]==0.03mol,n(CO2)=n(CoCO3)=
=0.02mol,从而得出1:y=0.02mol:0.03mol=2:3,y=
,则“钴沉淀”的化学式为2CoCO3·3Co(OH)2。答案为:2CoCO3·3Co(OH)2。
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【题目】某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,下列有关说法错误的是( )
A.该反应的化学方程式为X+3Y2Z
B.2 min时,反应达最大限度,但化学反应仍在进行
C.反应开始至2min,Z的反应速率为0.05 mol·L-1·min-1
D.反应达到平衡时,压强是开始时的0.9倍
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【题目】在0.1 mol/L的Na2CO3溶液中,下列关系式正确的是( )
A.c(Na+)=2c(CO32-)B.c(H+)>c(OH-)
C.c(CO32-)+c(HCO3-)=0.1mol/LD.c(HCO3-)<c(OH-)
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【题目】下列混合物的物质的量一定时,组内各物质按任意比混合,完全燃烧耗O2的量不变的是
A.甲烷、甲醇、甲醛;B.乙炔、苯、1,3-丁二烯
C.丙烯、2-丁烯、环已烷D.乙醇、乙烯、丙烯酸(CH2=CH-COOH)
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【题目】用NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是 ( )
A.360gC60晶体中的分子数为NA
B.标况下,11.2LSO3所含的分子数目为0.5 NA
C.用浓盐酸还原氯酸钾制取Cl2,生成0.5molCl2时,电子转移数目为NA
D.0.1molCH5+所含的电子数目为NA
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【题目】下列说法正确的是( )
A.等质量的硫蒸气和硫固体分别在氧气中完全燃烧,后者放出的热量多
B.热化学方程式C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(g) ΔH=-1256kJ·mol-1,可知乙炔的燃烧热为1256kJ·mol-1
C.在101 kPa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1
D.稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含0.5molH2SO4的浓溶液与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ
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【题目】镍镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是
A.充电时阳极反应:Ni(OH)2 -e— + OH- = NiOOH + H2O
B.充电过程是化学能转化为电能的过程
C.放电时负极附近溶液的碱性不变
D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
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【题目】如图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时N电极的质量减少,请回答下列问题:
(1)M电极的材料是_____, 其电极反应式为:_______。N的电极名称是_____,其电极反应式为:_____。
(2)通入O2的铂电极的电极反应式为:________。
(3)在此过程中,乙池中某一电极析出金属银4.32g时,甲池中理论上消耗氧气为_____L(标准状况下)。
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【题目】苯并环己酮是合成萘()或萘的取代物的中间体。由苯并环己酮合成1-乙基萘的一种路线如图所示:
已知:
回答下列问题:
(1)萘环上的碳原子的编号如(a)式,根据系统命名法,(b)式可称为2-硝基萘,则化合物(c)的名称应是__。
(2)有机物含有的官能团是__(填名称),X的结构简式是__。
(3)步骤III的反应类型是__,步骤IV的反应类型是__。
(4)反应II的化学方程式是__。
(5)1-乙基萘的同分异构体中,属于萘的取代物的有__种(不含1-乙基蔡)。W也是1-乙基萘的同分异构体,它是含一种官能团的苯的取代物,核磁共振氢谱显示W有3种不同化学环境的氢,峰面积比为1:1:2,W的结构简式为__。
(6)写出用CH3COCH3和CH3MgBr为原料制备的合成路线(其他试剂任选)。__。
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