【題目】某種鋰離子電池的正極材料是將含有鈷酸鋰(LiCoO2)的正極粉均勻涂覆在鋁箔上制成的,可以再利用。某校研究小組嘗試回收廢舊正極材料中的鈷。
(1)鈷酸鋰(LiCoO2)改寫為氧化物形式為 。
(2)25℃時,用圖1所示裝置進行電解,有一定量的鈷以Co2+的形式從正極粉中浸出,且兩極均有氣泡產(chǎn)生,一段時間后正極粉與鋁箔剝離。
①陰極的電極反應(yīng)式為:LiCoO2+4H++e-=Li++Co2++2H2O、 。陽極的電極反應(yīng)式為 。
②該研究小組發(fā)現(xiàn)硫酸濃度對鈷的浸出率有較大影響,一定條件下,測得其變化曲線如圖2所示。當c(H2SO4)>0.4mol·L-1時,鈷的浸出率下降,其原因可能為 。
(2)電解完成后得到含Co2+的浸出液,且有少量正極粉沉積在電解槽底部。用以下步驟繼續(xù)回收鈷。
①寫出“酸浸”過程中正極粉發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。該過程中也可以用Na2S2O3代替H2O2,則反應(yīng)的離子方程式為 。
②已知(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性,下列關(guān)系中正確的是 (填字母序號)。
A.c(NH4+)>c(C2O42-)>c(H+)>c(OH-)
B.c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)
C.c(NH4+)+c(NH3H2O )=2[c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)]
(4)已知所用鋰離子電池的正極材料為xg,其中LiCoO2(M=98g·mol-1)的質(zhì)量分數(shù)為a%,則回收后得到CoC2O42H2O(M=183g·mol-1)的質(zhì)量不高于 g。
【答案】(1)Li2O·Co2O3
(2)①2H++2e-═H2↑;4OH--4e-═O2↑+2H2O②H+與LiCoO2在陰極的還原反應(yīng)相互競爭,當c(H+)增大時,參與放電的H+增多(或有利于H+放電),所以鈷的浸出率下降;
(3)①2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O
8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4═4Li2SO4+8CoSO4+ Na2SO4+11H2O②ac
(4)
【解析】
試題分析:(1)鈷酸鋰(LiCoO2)改寫為氧化物形式為Li2O·Co2O3,故答案為:Li2O·Co2O3;
(2)①H + 也會在陰極放電,2H + + 2e-═H2↑;陰離子在陽極放電,4OH--4e-═O2↑ + 2H2O,故答案為:2H + + 2e-═H2↑;4OH--4e-═O2↑ + 2H2O;
②如圖2所示.當c(H2SO4)>0.4molL-1時,參與放電的H + 增多(或有利于H + 放電),所以鈷的浸出率下降,故答案為:H + 與LiCoO2在陰極的還原反應(yīng)相互競爭,當c(H + )增大時,參與放電的H + 增多(或有利于H + 放電),所以鈷的浸出率下降;
(2)①“酸浸”過程中正極粉發(fā)生氧化還原反應(yīng),LiCoO2被還原生成Co2 + ,H2O2被氧化生成O2,方程式為2LiCoO2 + H2O2 + 3H2SO4═Li2SO4 + 2CoSO4 + O2↑ + 4H2O;用Na2S2O3代替H2O2,LiCoO2被還原生成Co2 + ,Na2S2O3被氧化生成Na2SO4,則反應(yīng)的離子方程式為8LiCoO2 + Na2S2O3 + 11H2SO4═4Li2SO4 + 8CoSO4 + Na2SO4 + 11H2O,故答案為:2LiCoO2 + H2O2 + 3H2SO4═Li2SO4 + 2CoSO4 + O2↑ + 4H2O;8LiCoO2 + Na2S2O3 + 11H2SO4═4Li2SO4 + 8CoSO4 + Na2SO4 + 11H2O;
②(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性,a.由離子濃度大小關(guān)系,知c (NH4 + )>c(C2O42-)>c (H + )>c (OH-),故a正確;b.由電荷守恒,可知c (H + ) + c (NH4 + )=c (OH-) + c(HC2O4-) + 2c(C2O42-),故b錯誤;c.由物料守恒,可知c (NH4 + ) + c (NH3H2O)=2[c(C2O42-) + c(HC2O4-) + c(H2C2O4)],故c正確;故答案為:ac;
(3)根據(jù)關(guān)系式:
LiCoO2~CoC2O42H2O
98 183
xa%g m
解之得m=,故答案為:。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A是化學(xué)實驗室中常見的有機物,它易溶于水并有特殊香味,B的產(chǎn)量可衡量一個國家石油化工發(fā)展的水平,并能進行如圖所示的多種反應(yīng)。
(1)寫出A的分子式________。A中的官能團的名稱為 .
(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式
反應(yīng)①_______________________________________________;反應(yīng)類型
反應(yīng)③_______________________________________________;反應(yīng)類型
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)有一定量含有Na2O雜質(zhì)的Na2O2試樣,用下圖所示的實驗裝置測定Na2O2試樣的純度。(可供選用的試劑只有CaCO3固體、6 mol/L鹽酸、6 mol/L硫酸和蒸餾水)。
請回答下列問題:
(1) 裝置A中的液體試劑選用 。
(2) 裝置B的作用是 ,裝置E中堿石灰的作用是 。
(3) 裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是: 、 。
(4) 若開始時測得樣品的質(zhì)量為2.0 g,反應(yīng)結(jié)束后測得生成氣體的體積為224 mL(標準狀況),則試樣中Na2O2的純度為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鯊魚是世界上唯一不患癌癥的動物,科學(xué)研究表明,鯊魚體內(nèi)含有一種角鯊烯,具有抗癌性.已知角鯊烯分子中含有30個碳原子及6個C=C且不含環(huán)狀結(jié)構(gòu),則其分子式為( 。
A.C30H60 B.C30H56 C.C30H52 D.C30H50
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【題目】化學(xué)與生產(chǎn)和生活密切相關(guān),下列說法正確的是( )
A.聚乙烯塑料的老化是因為發(fā)生了加成反應(yīng)
B.煤經(jīng)過氣化和液化等物理變化可轉(zhuǎn)化為清潔燃料
C.合成纖維、人造纖維及碳纖維都屬于有機高分子材料
D.利用糧食釀酒經(jīng)歷了淀粉→葡萄糖→乙醇的化學(xué)變化過程
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【題目】CuCl廣泛應(yīng)用于化工和印染等行業(yè)。某研究性學(xué)習(xí)小組擬熱分解結(jié)晶水合物CuCl·2H2O制備CuCl,并進行相關(guān)探究。
【實驗探究】該小組用下圖所示裝置進行實驗(夾持儀器略)。
請回答下列問題:
(1)儀器X的名稱是 。
(2)實驗操作的先后順序是 (填操作的編號)。
a.檢查裝置的氣密性后加入藥品
b.熄滅酒精燈,冷卻
c.在“氣體入口”處通入干燥HCl
d.點燃酒精燈,加熱
e.停止通入HCl,然后通入N2
(3)在實驗過程中,觀察到B中物質(zhì)由白色變?yōu)樗{色,C中試紙的顏色變化是 。
(4)裝置D中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是 。
【探究反思】
(5)反應(yīng)結(jié)束后,取出CuCl產(chǎn)品進行實驗,發(fā)現(xiàn)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質(zhì),根據(jù)資料信息分析:
①若雜質(zhì)是CuCl2,則產(chǎn)生的原因是 。
②若雜質(zhì)是CuO,則產(chǎn)生的原因是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列各組離子在溶液中能夠大量共存的是
A.NH4+、Ca2+、OH-、HCO3- B.NH4+、Br-、Na+、SO42-
C.Ag+、H+、SO32-、ClO- D.H+、Cl-、Fe2+、NO3-
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【題目】NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法錯誤的是( )
A.18g冰的晶體中含有氫鍵的數(shù)目為2NA
B.11.2 L丙烷(標準狀況)中含有σ鍵的數(shù)目為5NA
C.2.0 L 0.5 mol/L NaAlO2溶液中含有氧原子的數(shù)目為2NA
D.1molCl2與足量NaOH溶液反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為NA
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