【題目】一種從含鋁鋰鈷廢料[鋁箔、CoO和Co2O3(只溶于酸,不溶于堿)及LiCoO2]中回收氧化鈷的工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)步驟I“堿溶”時,為提高鋁的去除率,除升高溫度和不斷攪拌外,還可采取的措施是____(列舉1點),“堿溶”時發(fā)生主要反應的化學方程式為_______;步驟II“過濾、洗滌”過程中濾渣還會有少量的Al(OH)3,是因為________(填離子方程式)。
(2)步驟III“酸溶”時,Co2O3 轉(zhuǎn)化為CoSO4 的離子方程式為_________。
(3)步驟V“除鋁和鋰”時,調(diào)節(jié)pH的適用范圍是_______(已知該條件下,Al3+開始沉淀時的pH為4.1,沉淀完全時的pH為4.7.Co2+開始沉淀時的pH為6.9。沉淀完全時的pH為9.4);步驟VI所得濾渣的成分為__________。
(4)煅燒CoC2O4時發(fā)生氧化還原反應,則CoC2O4分解的化學方程式是___;若僅從沉淀轉(zhuǎn)化角度考慮,能否利用反應CoCO3+ C2O42-=== CoC2O4 + CO32- 將CoCO3 轉(zhuǎn)化為CoC2O4?___ (填“能”或“不能”),說明理由:________[已知Ksp(CoCO3) =1.4×10-13,Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8]
【答案】 增大NaOH溶液的濃度(增大液固比)、適當延長浸取時間(答出一點即可) 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH- 4Co2O3+S2O32-+14H+=8Co2++2SO42-+7H2O 4.76.9或4.7≤pH<6.9 Al(OH)3和LiF CoC2O4CoO+CO↑+CO2↑ 不能 該反應的平衡常數(shù)為K=2.22×10-6,轉(zhuǎn)化程度極小
【解析】根據(jù)影響化學反應速率的外因,由于固液反應不考慮壓強,所以可以考慮濃度、溫度及接觸面積等,如升高溫度、不斷攪拌、增大NaOH溶液的濃度(增大液固比)、適當延長浸取時間等;由流程可知“堿溶”時,鋁與氫氧化鈉溶液反應,化學方程式為: 2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑;步驟II“過濾、洗滌”過程,NaAlO2已進入濾液,若
濾渣還有少量的Al(OH)3則是NaAlO2水解所致,離子方程為:AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH- ;綜上,本題正確答案為:增大NaOH溶液的濃度(增大液固比)、適當延長浸取時間(答出一點即可); 2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑; AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH- 。
(2)步驟III“酸溶”時,Co2O3轉(zhuǎn)化為CoSO4,三價鈷轉(zhuǎn)化為二價鈷,加入的Na2S2O3起還原劑作用,發(fā)生氧化還原反應,離子方程式為4Co2O3+S2O32-+14H+=8Co2++2SO42-+7H2O;
故本題正確答案為:4Co2O3+S2O32-+14H+=8Co2++2SO42-+7H2O 。
(3)步驟V“除鋁和鋰”時,使Al3+沉淀完全,而Co2+不沉淀,由信息知,Al3+沉淀完全時的pH為4.7,Co2+開始沉淀時的pH為6.9,故調(diào)節(jié)pH的適用范圍是 4.76.9或4.7≤pH<6.9;步驟VI加入Na2CO3溶液和溶液中的Al3+發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁沉淀,同時加入NaF溶液使Li+變?yōu)長iF沉淀,故步驟VI所得濾渣的成分為:Al(OH)3和LiF。綜上,本題正確答案為:4.76.9或4.7≤pH<6.9 ; Al(OH)3和LiF;
(4)從流程知:煅燒CoC2O4發(fā)生氧化還原反應,生成CoO,鈷元素化合價降低,則碳元素化合價一定會升高,即一定有CO2生成,根據(jù)原子守恒可寫出并配平化學方程式為:CoC2O4CoO+CO↑+CO2↑;從沉淀轉(zhuǎn)化角度考慮,若實現(xiàn)CoCO3+C2O42-=== CoC2O4+ CO32-,
該反應的平衡常數(shù)為K=c(CO32-)/c(C2O42-)=Ksp(CoCO3)/Ksp(CoC2O4)=1.4×10-13/6.3×10-8=2.22×10-6,轉(zhuǎn)化程度極小,所以不能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。因此,本題正確答案為:CoC2O4CoO+CO↑+CO2↑; 不能,. 該反應的平衡常數(shù)為K=2.22×10-6,轉(zhuǎn)化程度極。
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【題目】反應A(g)+2B(g)==C(g)的能量變化與反應進程關(guān)系如圖所示,下列說法不正確的是
A. 圖中虛線表示加入了催化劑 B. 圖中虛線表示的反應I、反應II均為放熱反應
C. 加入催化劑,改變了反應歷程 D. 該反應的焓變△H=(E2-E1)kJ/mol
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【題目】下列反應的離子方程式中或電離方程式正確的是
A. 將硫酸氫鈉溶液與碳酸氫鈉溶液混合:CO32-+2H+=CO2↑+H2O
B. 向NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液至恰好使SO42-完全沉淀:2H++SO42-+2OH-+Ba2+=2H2O+BaSO4↓
C. 氧化銅與稀硫酸反應:2H++O2-=H2O
D. HSO3-在水中的電離:HSO3- + H2O SO32-+ H3O+
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【題目】一種用水和N2制備NH3的電化學裝置如圖所示,下列說法錯誤的是
A. 該離子交換膜為陽離子交換膜
B. 陰極發(fā)生的電極反應為Li++e-==Li
C. 陽極發(fā)生的電極反應為4OH--4e-===2H2O+O2↑
D. 每生成1molNH3,電路中通過3mol電子
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【題目】鹽酸廣泛應用在稀有金屬的濕法冶金、漂染工業(yè)、金屬加工、無機藥品及有機藥物的生產(chǎn)等領(lǐng)域中。HCl 極易溶于水,工業(yè)上用 HCl 氣體溶于水的方法制取鹽酸。
(1)用 12.0mol/L 濃鹽酸配置 230mL 0.3mol/L 的稀鹽酸,需要量取濃鹽酸的體積為___mL;
(2)溶液稀釋過程中需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、量筒、____________、___________;
(3)溶液稀釋過程中有以下操作:
a.量取濃鹽酸和一定體積的水,在燒杯中稀釋
b.計算所需濃鹽酸的體積
c.上下顛倒搖勻
d.加蒸餾水至刻度線 1-2cm 地方,改用膠頭滴管加蒸餾水至凹液面與刻度線相切
e.將稀釋液轉(zhuǎn)移入容量瓶,洗滌燒杯和玻璃棒,并將洗滌液轉(zhuǎn)移入容量瓶,振蕩
以上正確的操作順序為____________________________________________(填序號);
(4)實驗過程中的以下操作會導致最終所配溶液濃度(填“偏大”、“偏小”或“不變”)
a.量取濃鹽酸時俯視:______________________;
b.量取濃鹽酸后,清洗了量筒并將洗滌液轉(zhuǎn)移入容量瓶:______________________;
c.實驗前,容量瓶中有少量殘留蒸餾水:______________________;
(5)標準狀況,1L 水中通入 aL HCl 氣體,忽略鹽酸溶液中 HCl 的揮發(fā),得到的鹽酸溶液密度為 b g/mL,物質(zhì)的量濃度為 ______________________mol/L。
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【題目】下列物質(zhì)空間構(gòu)型和中心原子雜化類型都正確的是
A. SO3 平面四邊形 sp2 B. H2O V字形 sp
C. BCl3 平面三角形 sp3 D. SO32- 三角錐形 sp3
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【題目】Ⅰ.科學家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應生成甲醇,并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。己知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱ΔH分別為-285.8kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1 和-726.5 kJ·mol-1。請回答下列問題:
(1)用太陽能分解10mol水消耗的能量是______________kJ。
(2)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式為______________________________。
(3)在容積為2L的密閉容器中,由CO2和H2合成甲醇,保持其他條件不變,探究溫度對反應的影響,實驗結(jié)果如下圖所示(T1、T2均大于300℃)。下列說法正確的是________________(填序號)
①溫度為T1時,從反應開始到平衡,生成甲醇的平均速率為v(CH3OH) =mol·L-1·min-1
②該反應在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小
③該反應為放熱反應
④處于A點的反應體系從T1變到T2,達到平衡時增大
(4)在T1溫度時,將1mol CO2和3mol H2充入一密閉恒容容器中,充分反應達到平衡后,若CO2轉(zhuǎn)化率為a,則容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為______________。
Ⅱ.將廢水中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒物質(zhì)、難溶物質(zhì)及易除去的物質(zhì),是廢水處理中的重要方法。
(5)含氰廢水中的氰化物常以[Fe(CN)6]3-和CN-的形式存在,工業(yè)上有多種廢水處理方法。其中電解處理法如圖:用如圖所示裝置處理含CN-廢水時,控制溶液pH為9~10并加入一定量的NaCl,一定條件下電解,陽極產(chǎn)生ClO-的將CN-氧化為無害物質(zhì)而除去。鐵電極為_____________(填“陰極”或“陽極”),陽極產(chǎn)生的ClO-的電極反應為_______________________,陽極產(chǎn)生的ClO-的將CN-氧化為無害物質(zhì)而除去的離子方程式為___________________________。
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