【題目】錳酸鋰(LiMn2O4)是新型鋰離子電池常用的正極材料。工業(yè)上以軟錳礦漿為原料可制備錳酸鋰,同時制得副產品MnSO4·H2O晶體,其流程如圖所示。
已知:(1)軟錳礦漿的主要成分為MnO2,還含有Fe2O3,MgO、Al2O3,CaO,SiO2等雜質。
(2)溫度高于27℃時,MnSO4晶體的溶解度隨溫度升高而逐漸降低。
(3)有關物質的溶度積常數如下表:
(1)“浸出”過程中MnO2轉化為Mn2+的離子方程式為_____。該過程中,為提高軟錳礦中MnO2的浸出率,下列措施可行的有_____(填字母)。
A.不斷攪拌,使SO2和軟錳礦漿充分接觸
B.增大通入SO2的流速
C.適當升溫
D.減少軟錳礦漿的進入量
(2)第1步除雜中加入H2O2的目的是_____。
(3)第2步除雜,主要是將Ca2+,Mg2+轉化為相應的氟化物沉淀除去,其中MnF2除去Mg2+反應的離子方程式為MnF2(s)+Mg2+(aq)=Mn2+(aq)+MgF2(s),該反應的平衡常數為_____。
(4)圖中的一系列操作指的是_____。
(5)將MnO2和Li2CO3按4:1的物質的量之比配料,混合攪拌,然后高溫煅燒600~750℃,制取產品LiMn2O4。寫出該反應的化學方程式:_____。
【答案】MnO2+ SO2= SO42-+ Mn2+ AC 將Fe2+氧化為Fe3+ 7.2×107 蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾 8MnO2+2Li2CO34LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
【解析】
(1) MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應,轉化為Mn2+;MnO2的浸出率根據反應情況分析;
(2) H2O2 具有氧化性,結合題干分析;
(3) MnF2除去Mg2+的離子反應方程式是MnF2+ Mg2+Mn2++ MgF2,該反應的平衡常數數值為;
(4) MnSO4晶體的溶解度隨溫度升高而逐漸降低,要注意條件;
(5) MnO2與Li2CO3在一定溫度下發(fā)生反應,產生LiMn2O4、CO2、O2,據此分析解答。
(1)“浸出”過程中MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應,轉化為Mn2+的離子方程式為MnO2+ SO2= SO42-+ Mn2+; MnO2的浸出率:A.不斷攪拌,使SO2和軟錳礦漿充分接觸,這樣SO2就會更多轉化為SO42-,A項正確;
B.增大通入SO2的流速,可能會導致部分SO2未來得及反應就逸出,物質的產率降低,B項錯誤;
C.溫度升高,可以提升反應效率,C項正確;
D.減少軟錳礦漿的進入量,SO2可能不能及時參加反應,導致回收率降低,D項錯誤;故合理選項是AC,故答案為MnO2+ SO2= SO42-+ Mn2+;AC;
(2)第1步除雜中加入H2O2的目的是將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+,以便于形成Fe(OH)3沉淀,過濾將沉淀除去,故答案為:將Fe2+氧化為Fe3+;
(3)MnF2除去Mg2+的離子反應方程式是MnF2+ Mg2+Mn2++ MgF2,該反應的平衡常數數值為,故答案為:7.2×107;
(4)溶液到晶體,同時MnSO4·H2O在水中的溶解度隨溫度的升高而減小,采用蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾操作,故答案為:蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾;
(5) MnO2和Li2CO3反應后只有Mn的價態(tài)降低,必然有元素的化合價升高,C元素處在最高價態(tài),不能升高,則只能是O元素價態(tài)升高,所以還有O2生成。根據電子守恒、原子守恒,可得該反應的方程式為:8MnO2+2Li2CO34LiMn2O4+2CO2↑+O2↑,故答案為:8MnO2+2Li2CO34LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。
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【題目】下列關于苯的敘述正確的是( )
A.苯的分子式為C6H6,它不能使酸性KMnO4溶液褪色,屬于飽和烴
B.從苯的凱庫勒式()看,苯分子中含有碳碳雙鍵,應屬于烯烴
C.在催化劑作用下,苯與液溴反應生成溴苯,發(fā)生了加成反應
D.苯分子為平面正六邊形結構,6個碳原子之間的價鍵完全相同
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【題目】常溫下,將某一元酸HA和NaOH溶液等體積混合,實驗信息如下:
實驗編號 | c(HA)/ mol·L-1 | c(NaOH)/ mol·L-1 | 反應后溶液pH |
甲 | 0.1 | 0.1 | pH=9 |
乙 | c1 | 0.2 | pH=7 |
下列判斷不正確的是
A.c1一定大于0.2 mol·L-1
B.HA的電離方程式是HAH++A-
C.甲反應后溶液中:c(Na+) > c(OH-)> c(A-) > c(H+)
D.乙反應后溶液中:c(Na+) < c(HA)+c(A-)
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【題目】含有酚類物質的廢水來源廣泛,危害較大。含酚廢水不經處理排入水體,會危害水生生物的繁殖和生存;飲用水含酚,會影響人體健康。某科研結構研究出一種高效光催化劑BMO(Bi2MoO6),可用于光催化降解丁基酚,原理如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.光催化劑BMO可降低丁基酚氧化反應的ΔH
B.在丁基酚氧化過程中BMO表現出強還原性
C.苯環(huán)上連有一OH和一C4H9的同分異構體共有12種(不考慮立體異構)
D.反應中BMO參與反應過程且可以循環(huán)利用
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【題目】研究氮及其化合物對化工生產有重要意義。
(1)已知:
①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1
②2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H2
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3
則熱化學方程式:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)△H=_____(用△H1,△H2,△H3表示)。
(2)在2L密閉絕熱容器中,投入4molN2和6molH2,在一定條件下生成NH3,測得不同溫度下,平衡時NH3的物質的量數據如下表:
①下列能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是_____。
A.3v正(H2)=2v逆(NH3)
B.容器內氣體壓強不變
C.混合氣體的密度不變
D.混合氣的溫度保持不變
②溫度T1_____(填“>”<”或“=”)T3。
③在T4溫度下,達到平衡時N2的轉化率為_____。
(3)N2O4為重要的火箭推進劑之一。N2O4與NO2轉換的熱化學方程式為N2O4(g)=2NO2(g) △H。上述反應中,正反應速率v正=k正·p(N2O4),逆反應速率v逆=k逆·p2(NO2),其中k正、k逆為速率常數,則該反應的化學平衡常數Kp為____(以k正、k逆表示)。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298K、壓強110kPa),已知該條件下k逆=5×102kPa-1·s-1,當N2O4分解10%時,v逆=_____kPa·s-1。
(4)以連二亞硫酸鹽(S2O42-)為還原劑脫除煙氣中的NO,并通過電解再生,裝置如圖。陰極的電極反應式為_____,電解槽中的隔膜為_____(填“陽”或“陰”)離子交換膜。每處理1molNO,電路中通過電子的物質的量為_____。
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【題目】常溫下,下列各組離子在指定環(huán)境中能大量共存的是( )
A.在=1013的溶液中:NH4+、Ca2+、Cl-、K+
B.由水電離出的c(H+)=1×10-13mol/L的溶液中:Na+、HCO3-、Cl-、K+
C.無色溶液中可能大量存在Al3+、NH4+、Cl-、S2-
D.中性溶液中可能大量存在Fe3+、K+、Cl-、SO42-
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【題目】常溫下,用0.10mol·L-1NaOH溶液分別滴定20.00mL濃度均為0.10 mol·L-1CH3COOH
溶液和HCN溶液所得滴定曲線如右圖。下列說法正確的是
A. 點①和點②所示溶液中:c(CH3COO-)<c(CN-)
B. 點③和點④所示溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
C. 點①和點②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH)
D. 點②和點③所示溶液中都有:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
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【題目】25℃時,濃度均為0.1mol/L的溶液,其pH如下表所示。有關說法正確的是( )
序號 | ① | ② | ③ | ④ |
溶液 | NaCl | CH3COONH4 | NaF | CH3COONa |
pH | 7.0 | 7.0 | 8.1 | 8.9 |
A.酸性強弱:CH3COOH>HF
B.離子的總濃度:①>③
C.②中:c(CH3COO-)=c(NH4+)=c(OH-)=c(H+)
D.②和④中c(CH3COO-)相等
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【題目】霧霾含有大量的污染物SO2、NO。工業(yè)上變“廢”為寶,吸收工業(yè)尾氣SO2和NO,可獲得Na2S2O3和NH4NO3產品的流程圖如下(Ce為鈰元素):
下列說法錯誤的是
A.Na2S2O4中S元素的化合價為+3
B.裝置Ⅱ消耗36 g 水生成4 NA個H+(NA代表阿伏伽德羅常數)
C.裝置Ⅲ用甲烷燃料電池進行電解,當消耗24 g 甲烷時,理論上可再生10 mol Ce4+
D.裝置Ⅳ獲得粗產品NH4NO3的實驗操作依次為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌等。
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