【題目】
鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使得鋰電池的回收利用一直是科學(xué)家關(guān)注的焦點。磷酸鐵鋰是鋰電池中最有前景的正極材料,磷酸鐵是其前驅(qū)體,充放電時可以實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化。某研究性小組對廢舊鋰離子電池正極材料(圖中簡稱廢料,成份為LiFePO4、碳粉和鋁箔)進行金屬資源回收研究,設(shè)計實驗流程如下:
已知:① FePO4可溶于稀H2SO4,不溶于水和其他的酸。
② Li2SO4、LiOH和Li2CO3在273K下的溶解度分別為34.2g、22.7g和1.54g,
在373K下,Li2CO3的溶解度為0.72g
③ Ksp[Al(OH)3]=10-32 Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38
(1)操作1為: 。
(2)濾液A中通入過量CO2的化學(xué)方程式為: 。
(3)可以提高操作1浸出率的方法有(寫出3種) 。
(4)完成操作3中的離子方程式: 。
(5)該鋰電池充電時的陽極反應(yīng)式: 。
(6)操作4中應(yīng)選擇試劑: 。
(7)沉淀C的成分: 。
【答案】(1)過濾(2)CO2+2H2O+NaAlO2=NaHCO3+Al(OH)3
(3)升溫,攪拌,增大濃度,增加時間等;
(4)2LiFePO4+H2O2+2H+=2Fe3++2Li++2PO43-+2H2O
(5)LiFePO4-e- =FePO4 + Li+(6)NaOH (7)Li2CO3
【解析】試題分析:(1)操作1后得到濾渣,說明是過濾;
(2)鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉,通入二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀,反應(yīng)的方程式為CO2 + 2H2O + NaAlO2 = NaHCO3 + Al(OH)3。
(3)提高操作1浸出率的方法有升溫,攪拌,增大濃度,增加時間等;
(4)正極廢料中LiFePO4、碳粉和鋁箔在加入氫氧化鈉溶液時,鋁被溶解,濾渣A中含有LiFePO4、碳粉,在操作3中LiFePO4被雙氧水氧化,反應(yīng)的離子方程式為2LiFePO4+H2O2+2H+=2Fe3++2Li++2PO43-+2H2O。
(5)該鋰電池充電時的陽極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為LiFePO4-e- =FePO4 + Li+。
(6)濾液B中含有硫酸鐵,操作4是將鐵離子沉淀的過程,可以選擇試劑氫氧化鈉。
(7)根據(jù)流程圖和信息②,沉淀C為Li2CO3。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在①乙醇與氧氣在銅催化下反應(yīng);②淀粉在稀硫酸作用下在水中加熱;③葡萄糖與鈉反應(yīng);④乙醇一定條件下與乙酸反應(yīng)中,不包括的反應(yīng)類型是
A.氧化反應(yīng) B.加成反應(yīng) C.酯化反應(yīng) D.水解反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】【化學(xué)—選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次遞增。R基態(tài)原子中,電子占據(jù)的最高能層符號為L,最高能級上只有兩個自旋方向相同的電子。工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得X單質(zhì)。Y原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)之積等于R、W、X三種元素的原子序數(shù)之和。Z基態(tài)原子的最外能層只有一個電子,其他能層均已充滿電子。請回答下列問題:
(1)Z2+基態(tài)核外電子排布式為: 。
(2)YX4-的空間構(gòu)型是:__________;與YX4-互為等電子體的一種分子為__________(填化學(xué)式);HYX4酸性比HYX2強,其原因是:__________________________。
(3)結(jié)構(gòu)簡式為RX(WH2)2的化合物中R原子的雜化軌道類型為: ;1molRX(WH2)2分子中含有σ鍵數(shù)目為:_______________。(H為氫元素,下同)
(4)往Z的硫酸鹽溶液中通入過量的WH3,可生成[Z(WH3)4]SO4,下列說法正確的是:__________。
A.[Z(WH3)4]SO4中所含的化學(xué)鍵有離子鍵、極性鍵和配位鍵
B.在[Z(WH3)4]2+中Z2+給出孤對電子,WH3提供空軌道
C.[Z(WH3)4]SO4組成元素中第一電離能最大的是氧元素
(5)某Y與Z形成的化合物的晶胞如右圖所示(黑點代表Z原子)。
①該晶體的化學(xué)式為: 。
②已知Z和Y的電負性分別為1.9和3.0,則Y與Z形成的化合物屬于 (填“離子”、“共價”)化合物。
③ 已知該晶體的密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該晶體中Z原子和Y原子之間的最短距離為: cm(只寫計算式)(Z原子位于體對角線上)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】甲醇燃料電池的總反應(yīng)為:2CH3OH +3O2= 2CO2 ↑+ 4H2O,下圖是該電池的示意圖。下列說法正確的是
A.a(chǎn) 是氧氣,b 是甲醇
B.質(zhì)子從 N 電極區(qū)穿過質(zhì)子交換膜移向 M 電極區(qū)
C.正極反應(yīng)為:O2 +2H2O + 4e- = 4 OH-
D.當(dāng)電路中有 3 mole- 轉(zhuǎn)移時,電池中n(H+)變化為 0
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】以淀粉為主要原料合成一種具有果香味的物質(zhì)C和化合物D的合成路線如下圖所示。
請回答下列問題:
(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為 ,B分子中的官能團名稱為 。
(2)反應(yīng)⑦中物質(zhì)X的分子式為 ,反應(yīng)⑧的類型為 。
(3)反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式為 。反應(yīng)⑥用于實驗室制乙烯,為除去其中可能混有的SO2應(yīng)選用的試劑是 。
(4)已知D的相對分子量為118,其中碳、氫兩元素的質(zhì)量分數(shù)分別為40.68%、5.08%,其余為氧元素,則D的分子式為 。
(5)檢驗反應(yīng)①進行程度,需要的試劑有_________________。
A.新制的Cu(OH)2懸濁液
B.碘水
C.NaOH溶液
D.FeCl3溶液
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)鍵的鍵能是形成(或斷開)1 mol化學(xué)鍵時釋放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6。分子結(jié)構(gòu)如圖所示,現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol-1):P—P:198 P—O:360 O===O:498
若生成1 mol P4O6,則反應(yīng)P4(白磷)+3O2===P4O6中的能量變化為
A.吸收1 638 kJ能量
B.放出126 kJ能量
C.吸收126 kJ能量
D.放出1 638 kJ能量
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D、E五種短周期元素,它們的原子序數(shù)依次增大;A元素的原子是半徑最小的原子;B元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物與其氫化物反應(yīng)生成一種鹽X;D與A同主族,且與E同周期;E元素的最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的3/4倍,A、B、D、E這四種元素,每一種與C元素都能形成原子個數(shù)比不相同的若干種化合物。請回答下列問題:
(1)寫出元素E在周期表中的位置: ;判斷物質(zhì)X中存在的化學(xué)鍵類型 。
(2)C、D、E分別形成的簡單離子半徑由大到小的順序是: (用離子符號表示);C、E氫化物的熱穩(wěn)定性比較 (用具體物質(zhì)化學(xué)式比較)。
(3)B元素的氫化物可以在實驗室中制取,
①寫出B元素氫化物的電子式 ,其實驗室發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_________,常用的實驗室制備反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________ ____。
②欲制備并收集一瓶干燥的該氣體,選擇上圖中的裝置,其連接順序為:(按氣流方向,用導(dǎo)管口字母表示)____ __。
③欲證明上述鹽X溶液中含有的陽離子,其方法是 。
(4)E的最高價態(tài)與A、B、C三種元素形成的酸式鹽Y在水溶液中的電離方程式 。
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