【題目】一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料,生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料數(shù)量可觀,廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在;鈷以Co2O3·CoO的形式存在,吸附在鋁箔的單面或雙面;鋰混雜于其中。從廢料中制取高純碳酸鈷(CoCO3)的工藝流程如圖:
(1)寫出一條加快堿溶速率的措施__。
(2)過程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出鈷。則浸出鈷的離子反應(yīng)方程式為__(產(chǎn)物中只有一種酸根)。該過程不能用鹽酸代替硫酸進(jìn)行酸化,原因是_。
(3)過程Ⅲ中碳酸鈉溶液的作用是沉淀Al3+和Li+,寫出沉淀Al3+的離子方程式__。
(4)過程Ⅳ沉鈷的離子方程式是__。
(5)CoCO3可用于制備鋰離子電池的正極材料LiCoO2,其生產(chǎn)工藝是將n(Li):n(Co)=l:l的Li2CO3和CoCO3的固體混合物在空氣中加熱至700℃~900℃。試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式__。
【答案】廢料粉碎、升高溫度、增大堿液的濃度。 4Co2O3·CoO + S2O32-+ 22H+= 12Co2++ 2SO42-+ 11H2O Co2O3·CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl2,污染環(huán)境 2Al3++3CO32-+3H2O = 2Al(OH)3↓+3CO2↑ Co2++2HCO3-= CoCO3↓+CO2↑+H2O 2Li2CO3+4CoCO3+O2 4LiCoO2+ 6CO2↑
【解析】
(1)根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素回答加快堿溶速率的措施;
(2)過程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液,Co3+被還原為Co2+, S2O32-被氧化為SO42-;Co3+具有強(qiáng)氧化性,能把鹽酸氧化為氯氣;
(3)過程Ⅲ中碳酸根離子與Al3+發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳?xì)怏w;
(4)過程Ⅳ沉鈷是Co2+與HCO3-反應(yīng)生成CoCO3沉淀和二氧化碳?xì)怏w;
(5)將n(Li):n(Co)=l:l的Li2CO3和CoCO3的固體混合物在空氣中加熱至700℃~900℃生成LiCoO2,氧氣把Co(Ⅱ)氧化為Co(Ⅲ),根據(jù)電子守恒配平方程式。
(1)根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素,廢料粉碎、升高溫度、增大堿液的濃度都可以加快堿溶速率;
(2)過程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液,Co(Ⅲ)被還原為Co(Ⅱ), S2O32-被氧化為SO42-,浸出鈷的離子反應(yīng)方程式為4Co2O3·CoO + S2O3 2-+ 22H+= 12Co2++ 2SO42- + 11H2O。Co2O3·CoO具有強(qiáng)氧化性,能把鹽酸氧化為Cl2,污染環(huán)境,所以不能用鹽酸代替硫酸進(jìn)行酸化;
(3)過程Ⅲ中碳酸根離子與Al3+發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳?xì)怏w,沉淀Al3+的離子方程式是2Al3++3CO32-+3H2O = 2Al(OH)3↓+3CO2↑;
(4)過程Ⅳ沉鈷是Co2+與HCO3-反應(yīng)生成CoCO3沉淀和二氧化碳?xì)怏w,反應(yīng)的離子方程式是Co2++2HCO3-= CoCO3↓+CO2↑+H2O;
(5)將n(Li):n(Co)=l:l的Li2CO3和CoCO3的固體混合物在空氣中加熱至700℃~900℃生成LiCoO2,氧氣把Co(Ⅱ)氧化為Co(Ⅲ),根據(jù)電子守恒配平方程式為2Li2CO3+4CoCO3+O2 4LiCoO2+ 6CO2↑。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】二甲醚是一種重要的清潔燃料,可替代氟氯代烷作制冷劑,利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:
2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g) ΔH=-90.8 kJ·mol-1
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.3 kJ·mol-1
請回答下列問題。
(1)由 H2和CO直接制備二甲醚的總反應(yīng):3H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=________。一定條件下的密閉容器中,該總反應(yīng)達(dá)到平衡,要提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施有________(填字母代號)。
a.高溫高壓 b.加入催化劑 c.分離出CO2
d.增加CO的量 e.分離出二甲醚
(2)某溫度下反應(yīng)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)為400。此溫度下,在密閉容器中加入CH3OH,反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下:
物質(zhì) | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
濃度/(mol·L-1) | 0.44 | 0.6 | 0.6 |
①比較此時正、逆反應(yīng)速率的大。v正___(填“>”“<”或“=”)v逆。
②若加入CH3OH后,經(jīng)10 min反應(yīng)達(dá)到平衡,此時c(CH3OH)=________,該時間段內(nèi)v(CH3OH)=________。
(3)有研究者在催化劑(含Cu—Zn—Al—O和Al2O3)、壓強(qiáng)為5.0 MPa的條件下,在相同時間內(nèi)測得CH3OCH3產(chǎn)率隨溫度變化的曲線如圖甲所示。其中CH3OCH3產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因可能是_____________________________________。
(4)二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高、能量密度高等優(yōu)點,可用于電化學(xué)降解治理水中硝酸鹽的污染。電化學(xué)降解NO3-的原理如圖乙所示。若電解質(zhì)為酸性,二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為____________________;若電解過程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子,則陽極室減少的質(zhì)量為_________g。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】短周期主族元素X、Y、Z、R、T的原子半徑與原子序數(shù)關(guān)系如下圖所示。Y與Z能形成Z2Y、Z2Y2型離子化合物,R原子最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍,T單質(zhì)但難溶于水微溶于酒精。下列說法正確的是
A. 最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性:R>T
B. 氫化物的沸點一定是Y>R
C. 原子半徑和離子半徑均滿足Y<Z
D. 由X、Y、Z、T四種元素組成的化合物中既含有離子鍵又含有共價鍵
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖是化學(xué)課外活動小組設(shè)計的用化學(xué)電源(鋅銅硫酸原電池)使LED燈發(fā)光的裝置示意圖。下列有關(guān)該裝置的說法正確的是( )
A.銅片為負(fù)極B.鋅片上發(fā)生還原反應(yīng)
C.其能量轉(zhuǎn)化的形式主要是“化學(xué)能→電能→光能”D.如果將稀硫酸換成鹽酸,LED燈將不會發(fā)光
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Ⅰ.某實驗小組對H2O2的分解做了如下探究,將質(zhì)量相同的粉末狀和塊狀的MnO2分別加入盛有15 mL5%的H2O2溶液的大試管中,并用帶火星的木條測試,下表是該實驗小組研究影響H2O2分解速率的因素時記錄的一組數(shù)據(jù)。
MnO2 | 觸摸試管情況 | 觀察結(jié)果 | 反應(yīng)完成所需的時間 |
粉末狀 | 很燙 | 劇烈反應(yīng),帶火星的木條復(fù)燃 | 3.5 min |
塊狀 | 微熱 | 反應(yīng)較慢,火星紅亮但木條未復(fù)燃 | 30 min |
(1)寫出大試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:______。該反應(yīng)是______(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。
(2)實驗結(jié)果表明,催化劑的催化效果與____有關(guān)。
(3)某同學(xué)在10 mLH2O2溶液中加入一定量的MnO2,放出氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)與反應(yīng)時間的關(guān)系如下圖所示,則A、B、C三點所表示的反應(yīng)速率最慢的是____。
Ⅱ.某反應(yīng)在體積為5 L的恒容密閉容器中進(jìn)行,在0~3分鐘內(nèi)各物質(zhì)的量的變化情況如下圖所示(A,B,C均為氣體)。
(4)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。
(5)反應(yīng)開始至2分鐘時,B的平均反應(yīng)速率為_____,A的轉(zhuǎn)化率為______。
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【題目】最近意大利羅馬大學(xué)的FuNvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子。N4分子結(jié)構(gòu)如圖所示,已知斷裂1 mol N-N吸收193 kJ熱量,生成1 mol N≡N放出941 kJ熱量。根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù),下列說法正確的是( )
A. N4屬于一種新型的化合物
B. N4是N2的同位素
C. N4轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>N2是物理變化
D. 1 mol N4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>N2放出724 kJ能量
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某氣態(tài)烴A在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.25g/L,其產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平。B和D都是生活中常見的有機(jī)物,D能跟碳酸氫鈉反應(yīng)。它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示:
(1)A的結(jié)構(gòu)式為___; F的結(jié)構(gòu)簡式為___;D中官能團(tuán)的名稱為___。
(2)反應(yīng)①的反應(yīng)類型是____,反應(yīng)③的化學(xué)方程式為________。
(3)反應(yīng)②在Cu做催化劑的條件下進(jìn)行,該實驗的步驟是將紅亮的銅絲置于酒精燈上加熱,待銅絲變?yōu)楹谏珪r,迅速將其插入到裝有B的試管中 (如圖所示)。
重復(fù)操作2-3次,觀察到的現(xiàn)象是___,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。
(4)B和D在濃硫酸的作用下實現(xiàn)反應(yīng)④,實驗裝置如下圖所示:
實驗開始前飽和X溶液的溶質(zhì)是_________;
飽和X溶液的作用是:___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知A是一種常見金屬,F是一種紅褐色沉淀。試根據(jù)圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系,回答下列問題。
(1)寫出F、G的化學(xué)式。F:__,G:___。
(2)檢驗D中陽離子的方法___。
(3)保存C溶液時為什么要加固體A__。
(4)寫出下列轉(zhuǎn)化的離子方程式或化學(xué)方程式。
①A→C:___。
②C→D:___。
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【題目】氯化亞硝酰(NOCl,沸點為-5.5℃)是有機(jī)合成中的重要試劑,為黃色氣體,具有刺鼻惡臭味,遇水反應(yīng),有多種方法制備氯化亞硝酰。已知:HNO2既有氧化性又有還原性,AgNO2微溶于水,溶于硝酸:AgNO2+HNO3=AgNO3+HNO2。
(1)將5g在300℃下干燥了3h并研細(xì)的KCl粉末裝入50mL帶有接頭及抽真空用活塞的玻璃容器內(nèi)。將容器盡量減壓,在減壓條件下通入0.002molNO2。反應(yīng)12~36min即可完成,紅棕色的NO2消失,出現(xiàn)黃色的氯化亞硝酰,同時還得到一種鹽,該鹽的化學(xué)式為_。氯化鉀需要“干燥”的原因是__。
(2)實驗室可由氯氣與一氧化氮在常溫常壓下合成氯化亞硝酰,裝置如圖所示。
①儀器a的名稱為__。
②干燥管中盛放的試劑為_。
③生成NOCl的化學(xué)方程式為__。
(3)為驗證NOCl與H2O反應(yīng)后的溶液中存在Cl-和HNO2,設(shè)計如下實驗步驟,完成下列表格。
步驟 | 實驗現(xiàn)象或反應(yīng)的化學(xué)方程式 |
①取5mL儀器a中產(chǎn)品,加入盛有水的燒杯中,充分反應(yīng) | NOCl與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為__ |
②向燒杯中滴加足量AgNO3溶液,有白色沉淀生成,再加入足量稀硝酸 | 加入稀硝酸后,實驗現(xiàn)象為__ |
③向步驟②燒杯中滴加酸性KMnO4溶液 | 實驗現(xiàn)象為_ |
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