【題目】實(shí)驗(yàn)室回收利用廢舊鋰離子電池正極材料錳酸鋰LiMn2O4)的一種流程如下：

(1)廢舊電池可能殘留有單質(zhì)鋰，拆解不當(dāng)易爆炸、著火，為了安全，對拆解環(huán)境的要求是_______________________________________________________。

(2)“酸浸”時采用HNO3和H2O2的混合液體，可將難溶的LiMn2O4轉(zhuǎn)化為 Mn ( NO3)2、LiNO3等產(chǎn)物。請寫出該反應(yīng)離子方程式：_________________________________。

如果采用鹽酸溶解，從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析，以鹽酸代替HNO3和H2O2混合物的缺點(diǎn)是___________。

(3)“過濾2”時，洗滌Li2CO3沉淀的操作是_________________________________。

(4)把分析純碳酸鋰與二氧化錳兩種粉末，按物質(zhì)的量1：4混合均勻加熱可重新生成 LiMn2O4，升溫到515℃時，開始有CO2產(chǎn)生，同時生成固體A，比預(yù)計(jì)碳酸鋰的分解溫度(723℃)低很多，可能的原因是______________________。

(5)制備高純MnCO3固體：已知MnCO3難溶于水、乙醇，潮濕時易被空氣氧化，100℃開始分解；Mn(OH)2開始沉淀的pH=7.7。請補(bǔ)充由上述過程中，制得的Mn(OH)2制備高純MnCO3的操作步驟[實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑：H2SO4、Na2CO3、C2H5OH]：向Mn(OH)2中邊攪拌邊加入______________________。

(6)味精廠、化肥廠、垃圾滲濾液等排放的廢水中往往含有高濃度的氨氮，若不經(jīng)處理直接排放會對水體造成嚴(yán)重的污染。電化學(xué)氧化法：電化學(xué)去除氨氮主要是氯氣和次氯酸的間接氧化作用。對某養(yǎng)豬場廢水進(jìn)行電化學(xué)氧化處理，選用IrO2-TiO2/Ti電極作為陽極，陰極采用網(wǎng)狀鈦板，加入一定量的NaCl，調(diào)節(jié)溶液的pH，在電流密度為85mA·cm－2下電解，180min內(nèi)去除率達(dá)到98.22%。陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式是______________________；HClO氧化除去氨氮的反應(yīng)離子方程式是_________________________________。

【答案】隔絕空氣和水分 2LiMn2O4＋10H＋＋3H2O2===2Li＋＋4Mn2＋＋3O2↑＋8H2O 反應(yīng)生成Cl2，污染環(huán)境 沿著玻璃棒向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流出，重復(fù)操作2～3次 MnO2作為催化劑，降低了碳酸鋰的分解溫度 H2SO4溶液，固體溶解，加入 Na2CO3，并控制溶液 pH＜7.7，過濾，用少量的乙醇洗滌，在低于100 ℃條件下真空干燥 2Cl-－2e-＝C12↑ 2NH4++3HClO=N2+3H2O+5H++3Cl-

【解析】

(1)金屬鋰是堿金屬，極易與氧氣和水反應(yīng)，所以廢舊電池拆解時，應(yīng)該注意隔絕空氣和水分；

故答案為：隔絕空氣和水分；

(2)根據(jù)已知條件推斷可知，LiMn2O4與HNO3和H2O2反應(yīng)生成Mn ( NO3)2、LiNO3，離子方程式為：2LiMn2O4＋10H＋＋3H2O2===2Li＋＋4Mn2＋＋3O2↑＋8H2O，如果采用鹽酸溶解LiMn2O4，反應(yīng)過程中會產(chǎn)生Cl2，造成環(huán)境污染；

故答案為：2LiMn2O4＋10H＋＋3H2O2===2Li＋＋4Mn2＋＋3O2↑＋8H2O；反應(yīng)生成Cl2，污染環(huán)境；

(3) Li2CO3沉淀生成時，會有Na2CO3殘留，所以過濾2過程中需要進(jìn)行洗滌過濾，操作為：沿著玻璃棒向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流出，重復(fù)操作2～3次；

故答案為：沿著玻璃棒向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流出，重復(fù)操作2～3次；

(4) 升溫到515℃時，開始有CO2產(chǎn)生，同時生成固體A，由于二氧化錳是催化劑，加快了碳酸鋰分解速率，達(dá)到碳酸鋰分解的時間減少，所以比預(yù)計(jì)碳酸鋰的分解溫度（723℃）低很多；

故答案為：MnO2作為催化劑，降低了碳酸鋰的分解溫度；

(5)①若pH≥7.7，會生成Mn(OH)2沉淀，所制得的MnCO3不純，所以在加入NaHCO3(或Na2CO3)過程中，要向Mn(OH)2中邊攪拌邊加入硫酸溶液控制溶液的pH<7.7；②充分反應(yīng)后，得到MnCO3沉淀，過濾，并用少量水洗滌沉淀2～3次，洗滌的目的是除去附著在沉淀表面的SO42-；③用水洗法洗滌沉淀不一定能將附著在沉淀表面的離子洗干凈，故需要檢驗(yàn)SO42-是否除盡；④由題已知條件可知，潮濕的MnCO3易被空氣氧化，所以在SO42-被除去之后，用少量乙醇再次洗滌，乙醇沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，易帶走M(jìn)nCO3沉淀表面的水分，可有效防止MnCO3被氧化；⑤當(dāng)溫度高于100 ℃時，MnCO3開始分解，所以在干燥MnCO3過程中，須在隔絕空氣的條件下，將溫度控制在100 ℃以下；

故答案為：H2SO4溶液，固體溶解，加入 Na2CO3，并控制溶液 pH＜7.7，過濾，用少量的乙醇洗滌，在低于100 ℃條件下真空干燥；

(6) ①電解時，根據(jù)放電順序，陽極是氯離子先失去電子，電極反應(yīng)式是：2Cl--2e-=C12↑，HClO氧化除去氨氮反應(yīng)的產(chǎn)物要對環(huán)境污染小，所以次氯酸與銨根反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌潆x子，離子方程式是：2NH4++3HClO=N2+3H2O+5H++3Cl-；

故答案為：2Cl--2e-=C12↑；2NH4++3HClO=N2+3H2O+5H++3Cl-。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】1molX氣體跟a molY氣體在體積可變的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)+aY(g)bZ(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得X的轉(zhuǎn)化率為50%。而且，在同溫同壓下還測得反應(yīng)前混合氣體的密度是反應(yīng)后混合氣體密度的3/4，則a和b的數(shù)值可能是( )

A. a=1，b=3 B. a=2，b=1 C. a=2，b=2 D. a=3，b=2

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】直接排放含SO2的煙氣會危害環(huán)境。利用工業(yè)廢堿渣(主要成分Na2CO3)可吸收煙氣中的SO2并制備無水Na2SO3，其流程如圖1。

已知：H2SO3、HSO3﹣、SO32﹣在水溶液中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的分布如圖2，Na2SO37H2O 和Na2SO3的溶解度曲線如圖3。

(1)Na2CO3溶液顯堿性，用離子方程式解釋其原因：_____。

(2)吸收煙氣

①為提高NaHSO3的產(chǎn)率，應(yīng)控制吸收塔中的pH為_____。

②NaHSO3溶液中c(SO32﹣)＞c(H2SO3)，結(jié)合方程式解釋其原因：_____。

③已知下列反應(yīng)：

SO2(g)+2OH﹣(aq)=SO32﹣(aq)+H2O(l) △H1＝﹣164.3 kJ/mol

CO2(g)+2OH﹣(aq)=CO32﹣(aq)+H2O(l) △H2＝﹣109.4 kJ/mol

2HSO3﹣(aq)=SO32﹣(aq)+SO2(g)+H2O(l) △H3＝+34.0kJ/mol

吸收塔中Na2CO3溶液吸收SO2生成HSO3﹣的熱化學(xué)方程式是__________。

④吸收塔中的溫度不宜過高，可能的原因是_____（寫出1種即可）。

(3)制備無水Na2SO3

將中和塔中得到的Na2SO3溶液_________（填操作），過濾出的固體用無水乙醇洗滌、干燥，得無水Na2SO3固體。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】 第三周期元素，濃度均為0．01 mol/L的最高價氧化物對應(yīng)水化物的pH與原子半徑的關(guān)系如圖所示。則下列說法正確的是

A. 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：N＞R

B. Z的最高價氧化物對應(yīng)的水化物能溶于稀氨水

C. Y和R形成的化合物既含離子鍵又含共價鍵

D. X和M兩者最高價氧化物對應(yīng)的水化物反應(yīng)后溶液的pH＞7

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】高溫時通過以下反應(yīng)制備金屬鋁。用鋁制作的“快速放電鋁離子二次電池”的原理如下圖所示(EMI+為有機(jī)陽離子)。

①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)===3AlCl(g)+3CO(g) △H1=a kJ·mol－1

②3AlCl(g)===2A1(1)+AlCl3(g) △H2=b kJ·mol－1

③Al2O3(s)+3C(s)===2A1(1)+3CO(g) △H3

下列說法正確的是

A. 該電池放電時的負(fù)極反應(yīng)方程式為A1－3e－+7AlCl4－===4A12C17－

B. ΔH2<0

C. 該電池充電時石墨電極與電源負(fù)極相連

D. A12O3(s)+3C(s)===2A1(1)+3CO(g) ΔH3=(a－b) kJ·mol－1

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】在25℃、101kPa下，0.1 mol甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱72.58 kJ，下列熱化學(xué)方程式正確的是

A. CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋725.8 kJ/mol

B. 2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1451.6 kJ/mol

C. CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－725.8 kJ/mol

D. 2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1451.6 kJ

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】反應(yīng)NH4HS (s)NH3 (g)+H2S (g)在某溫度下達(dá)到平衡，下列各種情況中，不會使平衡發(fā)生移動的是

A. 溫度、容積不變時，通入HCl氣體 B. 分離出一部分NH3

C. 容器體積不變，充入氮?dú)?/span> D. 保持壓強(qiáng)不變，充入氮?dú)?/span>

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】Ⅰ、實(shí)驗(yàn)室要配制物質(zhì)的量濃度為0.1 mol/L的NaOH溶液480 mL

（1）填表：

配制時應(yīng)稱量NaOH的質(zhì)量/g

已給儀器

配制時除已給儀器外還需要的其他儀器

__________

燒杯、藥匙、托盤天平

____________________________

（2）若要計(jì)算該溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要的一個條件是______________(用文字說明）。

（3）下列操作對配制的NaOH溶液濃度有偏高影響的是_________________（填字母）

A．稱量NaOH固體時，露置在空氣的時間過長

B．選用的容量瓶內(nèi)有少量的蒸餾水

C．在燒杯中溶解NaOH后，立即將所得溶液注入容量瓶中

D．在定容時仰視容量瓶刻度線

Ⅱ、實(shí)驗(yàn)室用下圖幾個實(shí)驗(yàn)裝置，可快速制取少量氣體，并進(jìn)行相關(guān)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。

（1）若 A為30%H2O2溶液，B為MnO2 ，C盛有氫硫酸（H2S）飽和溶液，旋開E后，C中出現(xiàn)淺黃色渾濁的現(xiàn)象，寫出C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________。

（2）若A中裝有濃鹽酸，B中裝有固體KMnO4 ，C中盛有KI淀粉溶液，旋開E后，B中出現(xiàn)黃綠色氣體。已知1 mol KMnO4發(fā)生反應(yīng)時轉(zhuǎn)移5mol電子。則B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是：_______；C中的現(xiàn)象是：___________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】在不同溫度下，水溶液中c(H＋)與c(OH－)有如圖所示關(guān)系。下列條件關(guān)于離子共存說法中正確的是

A．a(chǎn)點(diǎn)對應(yīng)的溶液中大量存在：CO32-、Na＋、Cl－、SO42-

B．b點(diǎn)對應(yīng)的溶液中大量存在：Fe2+、Ba2＋、K+、NO3-

C．c點(diǎn)對應(yīng)的溶液中大量存在：Na＋、Ba2＋、Cl－、Al3+

D．d點(diǎn)對應(yīng)的溶液中大量存在：Na＋、K＋、ClO-、Cl—

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