【題目】某廢舊鋰電池材料含有鈷酸鋰(LiCoO2)、導(dǎo)電劑石墨和鋁粉等;厥諒U舊鋰電池中鈷的工藝流程如下:
已知:Ksp(CoC2O4)=6.0×10-8,Ksp(CoCO3)=1.5×10-13。
回答下列問(wèn)題:
(1) LiCoO2中,Co元素的化合價(jià)為______________。
(2)“浸出液”的主要成分是LiHC2O4、Al(HC2O4)3,“浸出渣”的主要成分是CoC2O4。“浸出”中生成CoC2O4的化學(xué)方程式為__________,若H2C2O4用量過(guò)大,CoC2O4的產(chǎn)率反而會(huì)降低,原因是____。
(3)“轉(zhuǎn)化”中加入Na2CO3溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________,該反應(yīng)進(jìn)行的程度較大,試通過(guò)計(jì)算其平衡常數(shù)K并解釋原因______________。
(4)“電解”時(shí)裝置如圖所示。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_______,電解后a室中的電解液可返回工序繼續(xù)使用。
(5)某廢舊鋰電池粉末中LiCoO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49%,將50噸該廢料進(jìn)行回收利用,電解得到鈷5.9噸,則鈷的回收率為_____________。
【答案】+3 2LiCoO2+5H2C2O4=2LiHC2O4+2CoC2O4+4H2O+2CO2↑ CoC2O4與過(guò)量的H2C2O4反應(yīng)轉(zhuǎn)化成Co(HC2O4)2而溶解 CoC2O4(s)+ CO32-(aq)CoCO3(s) + C2O42-(aq) 該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= = = = 4×105,反應(yīng)正向進(jìn)行的趨勢(shì)很大 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 40%
【解析】
廢舊鋰電池材料含有鈷酸鋰(LiCoO2)、導(dǎo)電劑石墨和鋁粉等,加草酸溶解,浸出液”的主要成分是LiHC2O4、Al(HC2O4),“浸出渣”的主要成分是CoC2O4,則生成CoC2O4的化學(xué)方程式為2LiCoO2+5H2C2O4=2LiHC2O4+2CoC2O4+4H2O+2CO2↑,H2C2O4用量過(guò)大時(shí)生成Co(HC2O4)2,然后加入碳酸鈉發(fā)生CoC2O4+CO32-=CoCO3+C2O42-,分離出濾渣1為CoCO3,濾液1含草酸鈉,濾渣1加鹽酸溶解生成CoCl2,電解可得到Co,以此解答該題。
(1)LiCoO2中Li為+1價(jià)、O為-2價(jià),則Co元素的化合價(jià)為+3價(jià);
(2)“浸出”中生成CoC2O4的化學(xué)方程式為2LiCoO2+5H2C2O4=2LiHC2O4+2CoC2O4+4H2O+2CO2↑,若H2C2O4用量過(guò)大,CoC2O4與過(guò)量的H2C2O4反應(yīng)轉(zhuǎn)化成Co(HC2O4)2而溶解,導(dǎo)致CoC2O4的產(chǎn)率反而會(huì)降低;
(3)“轉(zhuǎn)化”中加入Na2CO3溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CoC2O4(s)+CO32-(aq)CoCO3(s)+C2O42-(aq),該反應(yīng)進(jìn)行的程度較大,用平衡常數(shù)K解釋原因?yàn)?/span>K= = = = 4×105,反應(yīng)正向進(jìn)行的趨勢(shì)很大;
(4)由“電解”裝置圖可知,陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+,氫離子移向a,陰極區(qū)氯離子移向a,電解后a室中的電解液可返回酸溶工序繼續(xù)使用;
(5)某廢舊鋰電池粉末中LiCoO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49%,將50噸該廢料進(jìn)行回收利用,電解得到鈷5.9噸,則鈷的回收率為=40%。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】室溫時(shí),向20mL0.1mol/L醋酸溶液中不斷滴入0.1mol/L的NaOH溶液,溶液pH變化如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是
A. a點(diǎn):c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-)
B. b點(diǎn):c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
C. C點(diǎn):c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
D. d點(diǎn):2c(Na+)=3[c(CH3COOH)+c(CH3COO-)]
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】具有解熱鎮(zhèn)痛及抗生素作用的藥物“芬必得”主要成分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖,它屬于( )
①芳香族化合物 ②脂肪族化合物 ③有機(jī)羧酸 ④有機(jī)高分子化合物 ⑤芳香烴
A. ③⑤ B. ②③ C. ①③ D. ①④
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】科學(xué)家合成出了一種新化合物(如圖所示),其中M、W、T、L為同一短周期元素,L核外最外層電子數(shù)是W核外電子數(shù)的一半。下列敘述正確的是
A.化合物ML屬于離子化合物,也屬于弱電解質(zhì)
B.該新化合物中T滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
C.W的最高價(jià)氧化物可以與水反應(yīng)生成弱酸
D.元素非金屬性的順序?yàn)?/span>W>T>L
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用稀硫酸與鋅粒制取氫氣的實(shí)驗(yàn)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)t0~t1間反應(yīng)速率增大的原因是___。
(2)若在t2時(shí)刻向溶液中加入少量CuSO4固體,反應(yīng)速率明顯加快,對(duì)此大家展開(kāi)研究:
①有人認(rèn)為是加入的SO42-催化了反應(yīng)。他的觀點(diǎn)___(填“正確”或“不正確”)。如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以證明?___。
②有同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)加入較多CuSO4固體時(shí),反應(yīng)速率反而下降,可能的原因是___。
(3)如要加快t0時(shí)刻氣體產(chǎn)生的速率,從反應(yīng)物角度看,可采取的措施有___(至少答兩種)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】普伐他汀是一種調(diào)節(jié)血脂的藥物,其結(jié)構(gòu)如圖所示(未表示出其空間構(gòu)型)。下列關(guān)于普伐他汀的性質(zhì)描述正確的是( )
A. 1mol該物質(zhì)最多可與2molNaOH反應(yīng)
B. 能發(fā)生加成、取代、不能發(fā)生消去反應(yīng)
C. 不能使溴水褪色
D. 能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某化學(xué)課外小組設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置制取乙酸乙酯(圖中夾持儀器和加熱裝置已略去)。已知下列數(shù)據(jù):
乙醇 | 乙酸 | 乙酸乙酯 | 98%濃硫酸 | |
熔點(diǎn)/℃ | ﹣117.3 | 16.6 | ﹣83.6 | |
沸點(diǎn)/℃ | 78.5 | 117.9 | 77.5 | 338.0 |
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)儀器C的名稱(chēng)為______,球形冷凝管的作用是_____。
(2)向C中加入反應(yīng)物,待充分反應(yīng)后,將C中的混合物倒入裝有飽和碳酸鈉溶液的燒杯中充分振蕩洗滌。飽和碳酸鈉溶液作用是(填字母):_____
A.中和乙酸并溶解乙醇
B.碳酸鈉溶液呈堿性,有利于乙酸乙酯的水解
C.加速乙酸乙酯的生成,提高其產(chǎn)率
D.乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度比在水中更小,有利于分層析出
(3)經(jīng)多次振蕩洗滌、靜置分液后,為了進(jìn)一步提純乙酸乙酯,可采用蒸餾的方法,蒸餾時(shí)控制溫度在__左右,溫度計(jì)的水銀球應(yīng)位于____。
(4)若實(shí)驗(yàn)所用乙酸質(zhì)量為2.4g,乙醇質(zhì)量為2.1g,得到純凈的產(chǎn)品質(zhì)量為2.64g,則乙酸乙酯的產(chǎn)率是______。
(5)乙酸乙酯與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】最近,中國(guó)科學(xué)家運(yùn)用穿山甲的鱗片特征,制作出中彈后可自我恢復(fù)的防彈衣!這神奇的秘密就在于它的分子結(jié)構(gòu),它以一種獨(dú)特方式連接在一起(圖示如下),所以分子能保留對(duì)最初形狀的記憶。這種記憶結(jié)構(gòu)使得鱗片能夠經(jīng)受住外部的強(qiáng)力物理沖擊,而且用水就能喚起這種記憶,同時(shí)在可變形的參與下進(jìn)行自我修復(fù),只要這種鱗片保持完整,無(wú)論變形有多嚴(yán)重,都可以完全恢復(fù)到初始狀態(tài)。
試分析并回答:
(1)該耐高溫的高分子液晶樹(shù)脂的單體是A(呈堿性)和_______(B),鏈內(nèi)官能團(tuán)主要是_________(均寫(xiě)名稱(chēng))。
(2)C=OH-N中,除共價(jià)鍵外,還有______(寫(xiě)作用力名稱(chēng))。
(3)苯與足量硝酸(混酸)作用往往得到間二硝基苯,混酸又要氧化-NH2,所以制取上述單體A有難度。據(jù)查其中的兩種方法如下:
I.b的化學(xué)方程式是_________;
II.完成對(duì)硝基苯胺制取的路線:_________
。
(4)B的符合下列條件的同分異構(gòu)體是________(寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。
①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②仍是苯環(huán)上的對(duì)位二取代物或僅一取代物;③分子中不含酚羥基、O-O鍵。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】同溫同壓下,在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體,它們是① NO和NO2,② NO2和O2,③ NH3和N2,F(xiàn)將3支試管均倒置于水槽中,充分反應(yīng)后,試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3,則下列關(guān)系正確的是
A.V1>V2>V3B.V1>V3>V2C.V2>V3>V1D.V3>V1>V2
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