【題目】錳酸鋰離子蓄電池是第二代鋰離子動力電池。一種以軟錳礦漿主要成分為MnO2,含少量Al2O3、Fe2O3、Fe2O、SiO2等雜質(zhì)為原料制備錳酸鋰的流程如下圖所示。

⑴溶浸過程中,為提高SO2吸收率,可采取的措施有________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的速率

c. 減小軟錳礦漿的進入量 d. 減小通入SO2的速率

⑵已知:室溫下,Ksp[Al(OH)3] =1×10-33,Ksp[Fe(OH)3] =1×10-39pH =7.1Mn(OH)2開始沉淀。氧化除雜(室溫)是除去MnSO4溶液中的Fe3+Al3+(使其濃度小于1×10-6 mol·L1),則需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為________

⑶硫酸錳與K2S2O8溶液在常溫下混合一周,可慢慢得到球形二氧化錳(MnO2)。請寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:________

⑷將MnO2Li2CO3按物質(zhì)的量4:1進行配料,充分攪拌,混合均勻然后升溫至600~700℃,制取產(chǎn)品LiMn2O4。寫出該反應(yīng)的化學方程式:________。該反應(yīng)中氧化劑為_______(填化學式)。

⑸錳酸鋰可充電電池的總反應(yīng)為Li1-xMn2O4 + LixCLiMn2O4 + C(0 < x < 1)。

①充電時,電池的陽極反應(yīng)式為________。

②廢舊錳酸鋰電池中可能殘留單質(zhì)鋰,拆解不當易著火、爆炸,為了安全,拆解的注意事項是________。

【答案】ad 5.0 < pH < 7.1 Mn2+ + S2O82 +2 H2O = MnO2+4H+ + 2 SO42 8MnO2 +2 Li2CO34LiMn2O4 + 2CO2+ O2 MnO2 LiMn2O4xe = Li1-xMn2O4 + xLi+ 拆解環(huán)境保持干燥,拆解下的鋰隔絕空氣保存

【解析】

⑴溶浸過程中可以采取的措施不斷攪拌使SO2和軟錳礦漿充分接觸或減小通入SO2的流速;

⑵除雜時顯然只能除去Fe3+、Al3+,不能損失Mn2+,pH應(yīng)該小于Mn(OH)2開始沉淀時的pH值,大于Fe3+、Al3+完全變成沉淀時的pH值,根據(jù)溶度積算出Fe3+、Al3+完全變成沉淀時的pH值;

⑶由題意可知,反應(yīng)物為硫酸錳與K2S2O8,生成物之一為MnO2,再根據(jù)化合價升降相等和原子守恒配平離子反應(yīng)方程式;

⑷將MnO2Li2CO3反應(yīng)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。

⑸①放電時,先寫出電池的正極發(fā)生還原反應(yīng),再寫出充電時電池的陽極反應(yīng)式;②廢舊錳酸鋰電池可能殘留有單質(zhì)鋰,鋰化學性質(zhì)活潑,鋰可與空氣中的O2H2O反應(yīng)。

⑴溶浸過程中,為提高SO2吸收率可采取的措施:可以采取的措施不斷攪拌,使SO2和軟錳礦漿充分接觸或減小通入SO2的流速;故選ad;

⑵除雜時顯然只能除去Fe3+、Al3+,不能損失Mn2+。由題意可知,室溫下,pH =7.1Mn(OH)2開始沉淀,除去MnSO4溶液中的Fe3+Al3+,Al3+完全變成沉淀時的pHKsp[Al(OH)3] =1×10-33 = c(Al3+)×c3(OH),c(Al3+)= 1×10-6 mol·L1,解得c(OH) =1×10-6 mol·L1,c(H+)= 1×10-5 mol·L1,pH = 5,同理Fe3+完全變成沉淀時,Ksp[Fe(OH)3] =1×10-39 = c(Fe3+)×c3(OH),c(OH) =1×10-11 mol·L1c(H+)= 1×10-3 mol·L1,pH = 3,故pH范圍是5.0 < pH < 7.1,故答案為:5.0 < pH < 7.1

⑶由題意可知,反應(yīng)物為硫酸錳與K2S2O8,生成物之一為MnO2,再根據(jù)化合價升降相等和原子守恒配平,則發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為Mn2+ + S2O82+2 H2O = MnO2+4H+ + 2 SO42;故答案為:Mn2+ + S2O82+2 H2O = MnO2+4H+ + 2 SO42

⑷將MnO2Li2CO3反應(yīng)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。該反應(yīng)的方程式為:8MnO2 +2 Li2CO34LiMn2O4 + 2CO2+ O2↑;MnO2Mn元素被還原,是氧化劑;故答案為:8MnO2 +2 Li2CO34LiMn2O4 + 2CO2+ O2↑;MnO2

⑸①放電時,電池的正極發(fā)生還原反應(yīng),反應(yīng)式為Li1-xMn2O4 + xLi+ + xe = LiMn2O4,充電時電池的陽極反應(yīng)式為:LiMn2O4 xe = Li1-xMn2O4 + xLi+;故答案為:LiMn2O4xe = Li1-xMn2O4 + xLi+

②廢舊錳酸鋰電池可能殘留有單質(zhì)鋰,鋰化學性質(zhì)活潑,鋰可與空氣中的O2H2O反應(yīng),對拆解的要求是:拆解環(huán)境保持干燥,拆解下的鋰隔絕空氣保存;故答案為:拆解環(huán)境保持干燥,拆解下的鋰隔絕空氣保存。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】把活潑金屬片ab放在盛有稀食鹽水和酚酞混合液的表面皿中,構(gòu)成如圖所示原電池,一段時間后觀察到區(qū)域I變紅色,則下列敘述正確的是( )

A.a是原電池的負極B.b的活潑性大于a

C.無電流產(chǎn)生D.b 電極上有氣泡產(chǎn)生

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】1)可逆反應(yīng)2SO2(g)O2(g)2SO3(g);ΔH<0,在其他條件不變時,

①升溫反應(yīng)速率________,增大壓強反應(yīng)速率________

②達到化學平衡時,v(SO2)________(大于”“小于等于”)v(SO3);若平衡后增加O2的濃度,平衡向________方向移動,SO2的轉(zhuǎn)化率________;若升高溫度,則平衡向________方向移動。

2)將等物質(zhì)的量的AB、C、D四種物質(zhì)混合,發(fā)生如下反應(yīng):aAbBcC(s)dD,當反應(yīng)進行一定時間后,測得A減少了nmolB減少了nmol,C增加了nmolD增加了nmol,此時達到化學平衡,該化學方程式中各物質(zhì)的系數(shù)為:a______、b______c______、d______。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)實驗原理或?qū)嶒灢僮髡_的是( )

A.用甲裝置驗證銅與稀硝酸的反應(yīng)產(chǎn)物是NO

B.通過乙裝置實現(xiàn)化學反應(yīng):2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O

C.用丙裝置測定鹽酸的濃度

D.用丁裝置檢驗溴乙烷與NaOH醇溶液共熱有乙烯生成

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】[雙選題]鋁-空氣原電池通常以溶液或溶液為電解質(zhì)溶液,鋁合金為負極,空氣電極為正極。下列說法不正確的是(

A.溶液或溶液為電解質(zhì)溶液時,正極的電極反應(yīng)均為

B.以溶液為電解質(zhì)溶液時,負極的電極反應(yīng)為

C.溶液為電解質(zhì)溶液時,負極的電極反應(yīng)為

D.溶液為電解質(zhì)溶液時,負極的電極反應(yīng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】已知:①C(s)O2(g)CO2 (g) H1 CO2(g)C(s)2CO(g) H2

2CO(g)O2(g)2CO2(g) H3 4Fe(s)3O2(g)2Fe2O3(s) H4

3CO(g)Fe2O3(s)3CO2(g)2Fe(s) H5

下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是(

A.H10,△H30B.H20,△H30

C.H1=△H2+△H3D.H3=△H4+△H5

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是(

A.40gNaOH中含有的共用電子對數(shù)為2NA

B.常溫常壓下,1.8g甲基(—CD3)中含有的中子數(shù)為0.9NA

C.31g白磷()含有共價鍵的總數(shù)為6NA

D.標況下,22.4LH2O中所含氫氧鍵的數(shù)目約為2NA

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某些有機物質(zhì)的分子式采取適當變形會簡化計算。下列計算中錯誤的是

A.Wg 葡萄糖充分燃燒后,燃燒產(chǎn)物和足量的Na2O2充分反應(yīng),固體質(zhì)量增加 Wg

B.等質(zhì)量的甲烷、乙烯、乙炔充分燃燒,消耗的氧氣的物質(zhì)的量依次增多

C.乙酸和兩種鏈狀單烯烴混合物中氧的質(zhì)量分數(shù)為 a,則碳的質(zhì)量分數(shù)是

D.等物質(zhì)的量的乙醇與丙烯酸(CH2=CH-COOH)充分燃燒,消耗的氧氣的物質(zhì)的量相同

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】NaCl是一種化工原料,可以制備一系列物質(zhì),如圖所示。下列說法不正確的是(

A.以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣等產(chǎn)品的工業(yè)稱為氯堿工業(yè)

B.用石灰乳與Cl2制取的漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2

C.Cl2不與鐵反應(yīng),因此液氯可儲存在鋼瓶中

D.侯氏制堿法實現(xiàn)了從NaClNa2CO3的轉(zhuǎn)化

查看答案和解析>>

同步練習冊答案