【題目】

鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使得鋰電池的回收利用一直是科學(xué)家關(guān)注的焦點。磷酸鐵鋰是鋰電池中最有前景的正極材料，磷酸鐵是其前驅(qū)體，充放電時可以實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化。某研究性小組對廢舊鋰離子電池正極材料(圖中簡稱廢料，成份為LiFePO4、碳粉和鋁箔)進行金屬資源回收研究，設(shè)計實驗流程如下：

已知：① FePO4可溶于稀H2SO4，不溶于水和其他的酸。

② Li2SO4、LiOH和Li2CO3在273K下的溶解度分別為34.2g、22.7g和1.54g，

在373K下，Li2CO3的溶解度為0.72g

③ Ksp[Al(OH)3]=10-32 Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38

（1）操作1為： 。

（2）濾液A中通入過量CO2的化學(xué)方程式為： 。

（3）可以提高操作1浸出率的方法有(寫出3種) 。

（4）完成操作3中的離子方程式： 。

（5）該鋰電池充電時的陽極反應(yīng)式： 。

（6）操作4中應(yīng)選擇試劑： 。

（7）沉淀C的成分： 。

【答案】（1）過濾（2）CO2+2H2O+NaAlO2＝NaHCO3+Al(OH)3

（3）升溫，攪拌，增大濃度，增加時間等；

（4）2LiFePO4+H2O2+2H＋＝2Fe３＋+2Li＋+2PO4３－+2H2O

（5）LiFePO4－e- ＝FePO4 + Li＋（6）NaOH （7）Li2CO3

【解析】試題分析：（1）操作1后得到濾渣，說明是過濾；

（2）鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，通入二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)的方程式為CO2 + 2H2O + NaAlO2 ＝ NaHCO3 + Al(OH)3。

（3）提高操作1浸出率的方法有升溫，攪拌，增大濃度，增加時間等；

（4）正極廢料中LiFePO4、碳粉和鋁箔在加入氫氧化鈉溶液時，鋁被溶解，濾渣A中含有LiFePO4、碳粉，在操作3中LiFePO4被雙氧水氧化，反應(yīng)的離子方程式為2LiFePO4+H2O2+2H+＝2Fe3++2Li++2PO43-+2H2O。

（5）該鋰電池充電時的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為LiFePO4－e- ＝FePO4 + Li+。

（6）濾液B中含有硫酸鐵，操作4是將鐵離子沉淀的過程，可以選擇試劑氫氧化鈉。

（7）根據(jù)流程圖和信息②，沉淀C為Li2CO3。

練習(xí)冊系列答案
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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】在①乙醇與氧氣在銅催化下反應(yīng);②淀粉在稀硫酸作用下在水中加熱;③葡萄糖與鈉反應(yīng);④乙醇一定條件下與乙酸反應(yīng)中,不包括的反應(yīng)類型是

A．氧化反應(yīng) B．加成反應(yīng) C．酯化反應(yīng) D．水解反應(yīng)

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【題目】下列物質(zhì)中，既含有共價鍵又含有離子鍵的是 （ ）

A. HCl B. Na2S C. MgCl2 D. NaOH

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【題目】【化學(xué)—選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次遞增。R基態(tài)原子中，電子占據(jù)的最高能層符號為L，最高能級上只有兩個自旋方向相同的電子。工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得X單質(zhì)。Y原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)之積等于R、W、X三種元素的原子序數(shù)之和。Z基態(tài)原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子。請回答下列問題：

（1）Z２＋基態(tài)核外電子排布式為： 。

（2）YX4－的空間構(gòu)型是：__________；與YX4－互為等電子體的一種分子為__________（填化學(xué)式）；HYX4酸性比HYX2強，其原因是：__________________________。

（3）結(jié)構(gòu)簡式為RX(WH2)2的化合物中R原子的雜化軌道類型為： ；1molRX(WH2)2分子中含有σ鍵數(shù)目為：_______________。(H為氫元素，下同)

（4）往Z的硫酸鹽溶液中通入過量的WH3，可生成[Z(WH3)4]SO4，下列說法正確的是：__________。

A．[Z(WH3)4]SO4中所含的化學(xué)鍵有離子鍵、極性鍵和配位鍵

B．在[Z(WH3)4]２＋中Z２＋給出孤對電子，WH3提供空軌道

C．[Z(WH3)4]SO4組成元素中第一電離能最大的是氧元素

（5）某Y與Z形成的化合物的晶胞如右圖所示（黑點代表Z原子）。

①該晶體的化學(xué)式為： 。

②已知Z和Y的電負性分別為1.9和3.0，則Y與Z形成的化合物屬于 （填“離子”、“共價”）化合物。

③ 已知該晶體的密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該晶體中Z原子和Y原子之間的最短距離為： cm（只寫計算式）(Z原子位于體對角線上)。

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【題目】下列分子或離子中不能跟質(zhì)子結(jié)合的是（ ）

A.NH3 B.H2O C.Ca2+ D.NH4+

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【題目】甲醇燃料電池的總反應(yīng)為：2CH3OH +3O2= 2CO2 ↑+ 4H2O，下圖是該電池的示意圖。下列說法正確的是

A．a(chǎn) 是氧氣，b 是甲醇

B．質(zhì)子從 N 電極區(qū)穿過質(zhì)子交換膜移向 M 電極區(qū)

C．正極反應(yīng)為：O2 +2H2O + 4e- = 4 OH-

D．當(dāng)電路中有 3 mole- 轉(zhuǎn)移時，電池中n(H+)變化為 0

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】以淀粉為主要原料合成一種具有果香味的物質(zhì)C和化合物D的合成路線如下圖所示。

請回答下列問題：

（1）A的結(jié)構(gòu)簡式為 ，B分子中的官能團名稱為 。

（2）反應(yīng)⑦中物質(zhì)X的分子式為 ，反應(yīng)⑧的類型為 。

（3）反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式為 。反應(yīng)⑥用于實驗室制乙烯，為除去其中可能混有的SO2應(yīng)選用的試劑是 。

（4）已知D的相對分子量為118，其中碳、氫兩元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為40.68%、5.08%，其余為氧元素，則D的分子式為 。

（5）檢驗反應(yīng)①進行程度，需要的試劑有_________________。

A．新制的Cu(OH)2懸濁液

B．碘水

C．NaOH溶液

D．FeCl3溶液

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】化學(xué)鍵的鍵能是形成(或斷開)1 mol化學(xué)鍵時釋放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6。分子結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol－1)：P—P：198 P—O：360 O===O：498

若生成1 mol P4O6，則反應(yīng)P4(白磷)＋3O2===P4O6中的能量變化為

A．吸收1 638 kJ能量

B．放出126 kJ能量

C．吸收126 kJ能量

D．放出1 638 kJ能量

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】A、B、C、D、E五種短周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大；A元素的原子是半徑最小的原子；B元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物與其氫化物反應(yīng)生成一種鹽X；D與A同主族，且與E同周期；E元素的最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的3／4倍，A、B、D、E這四種元素，每一種與C元素都能形成原子個數(shù)比不相同的若干種化合物。請回答下列問題：

（1）寫出元素E在周期表中的位置： ；判斷物質(zhì)X中存在的化學(xué)鍵類型 。

（2）C、D、E分別形成的簡單離子半徑由大到小的順序是： (用離子符號表示)；C、E氫化物的熱穩(wěn)定性比較 (用具體物質(zhì)化學(xué)式比較)。

（3）B元素的氫化物可以在實驗室中制取，

①寫出B元素氫化物的電子式 ，其實驗室發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_________，常用的實驗室制備反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________ ____。

②欲制備并收集一瓶干燥的該氣體，選擇上圖中的裝置，其連接順序為：(按氣流方向，用導(dǎo)管口字母表示)____ __。

③欲證明上述鹽X溶液中含有的陽離子，其方法是 。

（4）E的最高價態(tài)與A、B、C三種元素形成的酸式鹽Y在水溶液中的電離方程式 。

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