【题目】钴酸锂电池应用广泛,电池正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及少量Fe,可通过下列实验方法回收钴、锂。
几种金属离子沉淀完全(离子浓度为10-5mo/L)的pH如下表:
离子 | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Co2+ |
溶液pH | 3.2 | 4.7 | 9.0 | 9.2 |
回答下列问题:
(1)滤液I的主要成分是_________。
(2)已知:氧化性Co3+>H2O2>Fe3+,“酸浸”过程中H2O2所起主要作用是________不能用盐酸代替硫酸,原因是:__________。“调节pH”除去的离子主要有Al3+和_____。
(3)酸浸时浸出率随温度变化如图所示,温度升高至50℃以上时浸出率下降的原因是_________。
(4)“萃取”和“反萃取“可简单表示为:Co2++2(HA)2Co(HA2)2+2H+,则反萃取过程加入的试剂X是____________。
(5)向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液,发生反应的离子方程式为_________。
【答案】 NaA1O2、NaOH 将Co3+还原为Co2+ Co3+氧化C1-生成Cl2污染空气 Fe2+ 温度升高,H2O2分解速率加快,参与酸浸反应的H2O2的量减少,导致浸出率下降 H2SO4溶液 Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O
【解析】(1).加碱浸泡,铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气,所以滤液中为NaA1O2及过量的NaOH;
(2).由流程尾端可知要得到Co2+,所以H2O2所起主要作用是还原Co3+;盐酸中C1-有较强的还原性,能被氧化为Cl2,从而对空气造成污染,所以不能使用盐酸代替;由流程尾端可知铁离子已经在此步骤除去,且Al(OH)3和Fe(OH)3同样在水中溶解度较小;
(3). H2O2的分解为吸热反应,升高温度会促使H2O2分解速率加快,参与酸浸反应的H2O2的量减少,导致浸出率下降;
(4).反萃取需要提高氢离子浓度,根据生成硫酸钙物质,则X为硫酸;
(5).生成物中包含CoCO3,则反应方程式为:
CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+CO2↑+(NH4)2 SO4+H2O,则离子反应方程式为:Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O
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【题目】(1)相同温度下等物浓度的下列溶液中,A.NH4C1 B.NH4HCO3 C.NH4HSO4 D.(NH4)2SO4
① pH值由大到小的顺序是___________________(用对应的字母填写)。
② NH4+离子浓度由大到小的顺序是___________________(用对应的字母填写)。
(2)25℃向50 mL 0.018 mol·L-1 的 AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-l的盐酸,生成沉淀。己知该温度下AgCl的Ksp =l.0×l0-10,忽略溶液的体积变化,请计算:
① 完全沉淀后,溶液中c(Ag+)=_____________。
② 完全沉淀后,溶液的pH=____________。
(3)弱酸及其盐在水中存在多种平衡关系。己知NaA水溶液呈碱性,常温下将0.l mol NaA和0.05 mol HCl溶于水,得到1 L溶液。
① 己知该混合溶液为弱酸性,则溶液中离子浓度由大到小的顺序为___________________。
② 向该混合物中再加0.03mol NaOH,溶液中n(A-) +n(OH-)-n(H+) =________。
(4)三氯化铁是一种重要的化合物,可以用来腐蚀电路板。某腐蚀废液中含有0.5 mol·L-1 Fe3+和0.26 mol·L-1 Cu2+,欲使Fe3+完全沉淀[c(Fe3+) ≤ 4×l0-5 mol·L-1 ]而Cu2+不沉淀,则需控制溶液pH的范围为_________。[KspCu(OH)2 = 2.6×l0-19;KspFe(OH)3 = 4×l0-38]
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【题目】白磷与氧气可发生如下反应:P4+5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P-P:a kJ·mol-1、P—O:b kJ·mol-1、P===O:c kJ·mol-1、O===O:d kJ·mol-1。根据下图所示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH,其中正确的是( )
A. (6a+5d-4c-12b) kJ·mol-1
B. (4c+12b-6a-5d) kJ·mol-1
C. (4c+12b-4a-5d) kJ·mol-1
D. (4a+5d-4c-12b) kJ·mol-1
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【题目】氨硼烷(NH3·BH3)电池可在常温下工作,装置如下图。该电池工作时的总反应为:NH3·BH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O。 下列说法正确的是
A. 电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极
B. BO2-通过质子交换膜向正极移动
C. 负极附近溶液pH增大
D. 正极的反应式为 3H2O2+6H++6e-=6H2O
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【题目】氨在工农业生产中应用广泛。
(1)根据下图写出合成氨的热化学方程式是________________________。
(2)将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量___________(填“大于”、“等于”或“小于”)92.2 kJ,原因是______________;若加入催化剂,ΔH________(填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)已知分别破坏1 mol N≡N键、1 mol H-H键时需要吸收的能量为946 kJ、436 kJ,则破坏1 mol N—H键需要吸收的能量为________kJ。
(4)N2H4可视为NH3分子中的H被-NH2取代的产物。发射卫星时以N2H4(g)为燃料、NO2为氧化剂,二者反应生成N2和H2O(g)。
已知:N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) ΔH1=+67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ·mol-1
则1 mol N2H4与NO2完全反应的热化学方程式为_______________。
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【题目】锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是( )
A. 铜电极上发生氧化反应
B. 电池工作一段时间后,甲池的C(SO42-)减小
C. 电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加
D. 阳离子通过交换膜向正极移动,阴离子通过交换膜向负极移动,保持溶液中电荷平衡
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【题目】已知X、Y、Z、W均为中学化学中常见的单质或化合物,它们之间的转化关系如图所示(部分产物已略去)。则W、X不可能是( )
选项 | W | X |
A | 稀硫酸 | NaAlO2溶液 |
B | 稀硝酸 | Fe |
C | CO2 | Ca(OH)2溶液 |
D | Cl2 | Fe |
A. A B. B C. C D. D
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【题目】下列有关问题,与盐的水解有关的是( )
①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属中的除锈剂
②用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
③草木灰与铵态氮肥不能混合施用
④实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
⑤加热蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3固体
A. ①②③ B. ②③④
C. ①④⑤ D. ①②③④⑤
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【题目】有机物G(分子式为C13H18O2)是一种香料,下图是该香料的一种合成路线。
已知:
①E能够发生银镜反应,1 mol E能够与2 mol H2完全反应生成F
②R—CH=CH2R—CH2CH2OH
③有机物D的摩尔质量为88 g·mol-1,其核磁共振氢谱有3组峰
④有机物F是苯甲醇的同系物,苯环上只有一个无支链的侧链
回答下列问题:
(1)用系统命名法命名有机物B:__________。
(2)E的结构简式为__________。
(3)C与新制Cu(OH)2反应的化学方程式为______________________________________________。
(4)有机物C可与银氨溶液反应,配制银氨溶液的实验操作为__________________
(5)已知有机物甲符合下列条件:①为芳香族化合物②与F互为同分异构体③能被催化氧化成醛。
符合上述条件的有机物甲有_________种。其中满足苯环上有3个侧链,且核磁共振氢谱有5组峰,峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的有机物的结构简式为______________。
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