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【題目】鈷(Co)及其化合物在工業(yè)上有廣泛應用。為從某工業(yè)廢料中回收鈷,某學生設計流程如下(廢料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物質)。

已知:物質溶解性:LiF難溶于水,Li2CO3微溶于水;

部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH見下表:

Fe3+

Co2+

Co3+

Al3+

pH(開始沉淀)

1.9

7.15

-0.23

3.4

pH(完全沉淀)

3.2

9.15

1.09

4.7

請回答:

(1)步驟Ⅰ中得到含鋁溶液的反應的離子方程式是 。

(2)寫出步驟Ⅱ中Co2O3與鹽酸反應的離子方程式 。有同學認為Ⅱ中將鹽酸換成硫酸和H2O2溶液更好,請結合離子方程式說明理由

(3)步驟Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是調節(jié)溶液的pH,應使溶液的pH不超過__________。廢渣中的成分有_________________。

(4)在空氣中加熱CoC2O4固體,經測定,210~290℃的過程中只產生CO2和一種二元化合物,該化合物中鈷元素的質量分數為73.44%。此過程發(fā)生反應的化學方程式是_______________。

(5)某鋰離子電池的總反應為C6+LiCoO2 LixC6+Li1-xCoO2,LixC6中Li的化合價為______價,該鋰離子電池充電時陽極的電極反應式為

【答案】(1)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2;

(2)Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2+3H2O,Co2O3+4H++H2O2=2Co2++O2↑+3H2O,可防止污染空氣;

(3)7.15,Fe(OH)3,LiF;

(4)3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2;

(5)0,LiCoO2xe-=Li1-xCoO2+xLi+

【解析】

試題分析:(1廢料中含有鋁單質,和氫氧化鈉反應生成氫氣,其離子反應方程式為2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2;(2)Co2O3的氧化性強于Cl2,因此離子反應方程式為Co2O3 6H 2Cl = 2Co2+ Cl2 3H2O,氯氣有毒,對環(huán)境有危害,H2O2具有氧化性和還原性,Co2O3把H2O2還原成氧氣,其離子反應方程方式為:Co2O3 H2O2 4H = 2Co2+ O2 +3 H2O,防止氯氣污染空氣;(3)根據流程圖,以及信息步驟III除去鐵元素和部分鋰元素雜質,不能影響Co元素,因此調節(jié)pH不超過7.15,廢渣的成分是Fe(OH)33和LiF;(4)根據信息,生成二元化合物,應是Co和O,Co的質量分數為73.44%,n(Co):n(O)=73.44%/59:(100%-73.44%)/16=3:4,因此反應方程式為:3CoC2O4 + 2O2 Co3O4 + 6CO2 ;(5)根據電池總反應,Li為0價,放電是電池,LixC6為負極, Li1-xCoO2為正極,充電是為電解池,電池的負極接電源的負極,電池的正極接電源的正極,因此陽極的電極反應式為:LiCoO2 x e- = Li1-xCoO2 + x Li+

練習冊系列答案
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【題目】常溫常壓下20L密閉容器中通入amolH2、bmolO2(a4,b4,a、b均為正整數),點燃后充分反應恢復至原溫度時,容器內氣體(水蒸氣忽略不計)密度最大值可能是

A5.6g·L-1 B9.6 g·L-1 C11.2 g·L-1 D56 g·L-1

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A.蒸發(fā)皿 B.冷凝管

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【題目】純凈的過氧化鈣(CaO2)是白色的結晶粉末,難溶于水,不溶于乙醇、乙醚,常溫下較為穩(wěn)定,是一種新型水產養(yǎng)殖增氧劑,常用于鮮活水產品的運輸。在實驗室可用鈣鹽制取CaO28H2O,再經脫水制得CaO2。CaO28H2O在0℃時穩(wěn)定,在室溫時經過幾天就分解,加熱至130℃時逐漸變?yōu)闊o水CaO2。其制備過程如下:

回答下列問題:

(1)用上述方法制取CaO28H2O的化學方程式是 。為了控制沉淀溫度為0℃左右,在實驗室宜采取的方法是 。

(2)該制法的副產品為 (填化學式),為了提高副產品的產率,結晶前要將溶液的pH調整到合適范圍,可加入的試劑是 。

(3)為了檢驗“水洗”是否合格,可取少量洗滌液于試管中,再滴加

(4)測定產品中CaO2的含量的實驗步驟是:

第一步:準確稱取a g產品于有塞錐形瓶中,加入適量蒸餾水和過量的b g KI晶體,再滴入少量2mol/L的H2SO4溶液,充分反應。

第二步:向上述錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液。

第三步:用濃度為c mol/L的Na2S2O3溶液進行滴定,消耗Na2S2O3溶液V mL。

(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-

第三步中滴定終點的現象是 ;

CaO2的質量分數為 (用字母表示)。

(5)已知CaO2350℃迅速分解生成CaO和O2。某實驗小組設計下圖裝置測定產品中CaO2含量(夾持裝置省略)。

若所取產品質量是m g,測得氣體體積為V mL(已換算成標準狀況),則產品中CaO2的質量分數為 (用字母表示)。

CaO2的含量也可用重量法測定,需要測定的物理量有

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【題目】下表是元素周期表的一部分,請按要求回答有關問題:


周期

ⅠA

ⅡA

ⅢA

ⅣA

ⅤA

ⅥA

ⅦA

0

2









3









4









1)表中化學性質最不活潑的元素的原子結構示意圖為:

2)表中能形成兩性氫氧化物的元素是 (用元素符號表示),寫出該元素的單質與的最高價氧化物對應的水化物反應的離子方程式:

3)元素與元素形成的化合物中的化學鍵類型是 ,寫出該化合物的電子式: ;

4①②⑥⑦四種元素的最高價氧化物對應的水化物中酸性最弱的是 (填化學式);

5)元素與元素兩者核電荷數之差是 ;

6)氣態(tài)氫化物能與其最高價氧化物對應的水化物反應生成鹽的元素是: (填序號);

7④⑤⑥⑦四種元素的簡單離子的半徑由大到小的順序為: (填化學式).

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【題目】苯甲酸廣泛用于醫(yī)藥、食品、染料、化工等領域。以下是實驗室制備苯甲酸的一種方法。反應原理:

實驗步驟:

①下圖組裝反應裝置(冷凝水、夾持及加熱裝置未畫出),并在三頸燒瓶中依次加入120mL水、稍過量高錳酸鉀和3.0mL甲苯(密度為0.866g/ mL)。

②將三頸燒瓶中的混合液體攪拌、加熱至沸騰,直到甲苯完全反應。

③趁熱過濾反應混合物。若濾液呈紫色,則需加入適量的亞硫酸氫鈉溶液至紫色褪去后再過濾,用熱水洗滌濾渣,洗滌液合并至濾液中。

④用冰水冷卻濾液,然后用濃鹽酸酸化,過濾,用少量冷水洗滌濾渣,得到苯甲酸粗產品,經重結晶得到精制的苯甲酸。

回答下列問題:

(1)儀器 a名稱為

(2)判斷甲苯己完全反應的現象是 、回流液不再出現油珠。

(3)實驗步驟④中,用少量冷水而不用熱水洗滌濾渣的目的是 ;苯甲酸粗產品除了可用重結晶法精制外,還可用 法。

(4)精制的苯甲酸純度測定:稱取1.220g樣品,用稀乙醇溶解并配成100 mL溶液,分別取25.00mL溶液,用0.1000 mo1·L-1NaOH標準溶液滴定,三次滴定消耗NaOH溶液的體積分別為V1=22.48mL.V2=22.52 mL.V3= 23.80mL。

①配制溶液時用稀乙醇而不用蒸餾水作溶劑的原因是 。

②若用酚酞作指示劑,確定滴定終點的現象是 。

③產品的純度為

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【題目】下列物質中可用于治療胃酸過多的是( )

A. 碳酸鈉 B. 氫氧化鋁 C. 氧化鈣 D. 碳酸鋇

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【題目】二氧化碳的捕捉和利用是我國能源領域的一個重要戰(zhàn)略方向。

(1)用活性炭還原法可以處理汽車尾氣中的氮氧化物,某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g) ΔH,在T1時,反應進行到不同時間測得各物質的量濃度如下:

時間/min

濃度/(mol/L)

0

10

20

30

40

50

NO

2.0

1.16

0.80

0.80

0.96

0.96

N2

0

0.42

0.60

0.60

0.72

0.72

CO2

0]

0.42

0.60

0.60

0.72

0.72

①根據圖表數據分析T1℃時,該反應在0-20min的平均反應速率v(N2)= mol·L-1·min-1;計算該反應的平衡常數K= 。

②30min后,只改變某一條件,根據上表的數據判斷改變的條件可能是 (填字母代號)。

A.加入合適的催化劑 B.適當縮小容器的體積

C.通入一定量的NO D.加入一定量的活性炭

③若30min后升高溫度至T2,達到平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5:3:3,則達到新平衡時NO的轉化率 (填“升高”或“降低”),ΔH 0(填“>”或“<”).

(2)工業(yè)上用CO2和H2反應合成二甲醚。已知:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.1 kJ·mol-1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-24.5 kJ·mol-1

寫出CO2(g)和H2(g)轉化為CH3OCH3(g)和H2O(g)的熱化學方程式 。

(3)二甲醚燃料電池具有能量轉化率高、電量大的特點而被廣泛應用,一種二甲醚氧氣電池(電解質為KOH溶液)的負極反應式為:

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(1)反應中消耗HCl的物質的量;

(2)該混合物中鋁、鐵的物質的量。

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