溫度/℃ | 10 | 30 | 60 | 90 |
濃度/mol?L-1 | 0.21 | 0.17 | 0.14 | 0.10 |
分析 合金廢料(主要含Fe、Cu、Co、Li等,已知Co、Fe都是中等活潑金屬)加入鹽酸過濾得到金屬M為不與鹽酸反應的銅,浸出液中加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子,加入氨水調節(jié)溶液PH使鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀、鋁離子轉化為氫氧化鋁沉淀,通過操作Ⅰ過濾得到溶液A中加入草酸銨溶液沉淀鈷離子過濾得到溶液B主要是鋰離子的溶液,加入碳酸鈉沉淀鋰離子,過濾得到碳酸鋰;結晶析出CoC2O4•2H2O足量空氣煅燒得到氧化鈷;
(2)加入H2O2的作用是氧化亞鐵離子為鐵離子;由于Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3],當鋁離子沉淀完全時,鐵離子已經沉淀完全,所以根據Ksp[Al(OH)3]=c3(OH-)•c(Al3+)計算出溶液中氫氧根離子的濃度,再計算出溶液的pH值;
(3)CoC2O4焙燒生成Co2O3、CO2和水;
(4)Li2CO3微溶于水,溶解度隨溫度升高而降低,為減少Li2CO3的溶解損失,蒸發(fā)濃縮后必須趁熱過濾;
(5)用惰性電極電解熔融Li2CO3制取鋰,陽極生成兩種氣體,應為二氧化碳和氧氣;
(6)①放電時,該裝置為原電池,負極上失電子發(fā)生氧化反應;
②在Li、Co形成的鋰離子電池中,碳-6(C6)為負極,給電池2Li+S$?_{充電}^{放電}$Li2S充電時,Li電極應與電源的負極相連,據此畫圖.
解答 解:合金廢料(主要含Fe、Cu、Co、Li等,已知Co、Fe都是中等活潑金屬)加入鹽酸過濾得到金屬M為不與鹽酸反應的銅,浸出液中加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子,加入氨水調節(jié)溶液PH使鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀、鋁離子轉化為氫氧化鋁沉淀,通過操作Ⅰ過濾得到溶液A中加入草酸銨溶液沉淀鈷離子過濾得到溶液B主要是鋰離子的溶液,加入碳酸鈉沉淀鋰離子,過濾得到碳酸鋰;結晶析出CoC2O4•2H2O足量空氣煅燒得到氧化鈷,
(1)上述分析判斷金屬M為Cu,
故答案為:Cu;
(2)加入H2O2的作用是氧化亞鐵離子為鐵離子,反應的離子方程式為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;使溶液中雜質離子剛好沉淀完全而全部除去(濃度小于1.0×10-5mol•L-1),由于Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3],當鋁離子沉淀完全時,鐵離子已經沉淀完全,所以根據Ksp[Al(OH)3]=c3(OH-)•c(Al3+)可知c(OH-)=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{-33}}{1×1{0}^{-5}}}$=1×10-9mol•L-1,所以此時溶液的pH值為5,同時要使Li+或Co3+不沉淀,則pH<7.3,所以要調節(jié)溶液的pH值為5.0<pH<7.3,
故答案為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;5.0<pH<7.3;
(3)CoC2O4焙燒生成Co2O3、CO2和水,反應的化學方程式為4CoC2O4?2H2O+3O2$\frac{\underline{\;焙燒\;}}{\;}$2Co2O3+8 H2O+8CO2,
故答案為:4CoC2O4?2H2O+3O2$\frac{\underline{\;焙燒\;}}{\;}$2Co2O3+8 H2O+8CO2;
(4)Li2CO3微溶于水,溶解度隨溫度升高而降低,為減少Li2CO3的溶解損失,蒸發(fā)濃縮后必須趁熱過濾,
故答案為:減少Li2CO3的溶解損失;
(5)用惰性電極電解熔融Li2CO3制取鋰,陽極生成兩種氣體,應為二氧化碳和氧氣,電極方程式為2CO32--4e-=O2↑+CO2↑,
故答案為:2CO32--4e-=O2↑+CO2↑;
(6)①放電時,該裝置為原電池,負極上鋰失電子發(fā)生氧化反應,電極反應式為LixC6-xe-=C6+xLi+,
故答案為:LixC6-xe-=C6+xLi+;
②在Li、Co形成的鋰離子電池中,碳-6(C6)為負極,給電池2Li+S$?_{充電}^{放電}$Li2S充電時,Li電極應與電源的負極相連,如圖所示,
故答案為:.
點評 本題主要考查物質的分離提純的綜合應用,為高頻考點,側重于學生的分析能力和實驗能力、計算能力的考查,綜合性強,注意把握實驗的流程和原理,難度較大.
科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 沸點:Br2>Cl2 | B. | 穩(wěn)定性:HCl>HBr | ||
C. | 酸性:H2SiO3>H2SO4 | D. | 堿性:Mg(OH)2<NaOH |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 1mol Na2O2中陰、陽離子的總數是4NA | |
B. | 常溫常壓下,11.2 LCO2所含的原子數為1.5NA | |
C. | 標準狀況下,54g H2O中含有分子數為3NA | |
D. | 1mol/L的MgCl2溶液中Cl-離子數為2NA |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | Al3+、F-、Cl- | B. | K+、Cl-、CO32- | C. | HCO3-、Ba2+、I- | D. | Na+、NH4+、Cl- |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 1mol 氧氣的質量為32g | |
B. | 常溫常壓下,1mol CO2氣體體積約為22.4L | |
C. | CO2的摩爾質量為44g/mol | |
D. | 1L 2mol/L的BaCl2溶液中含Cl-的個數為2.408×1024 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 正向移動 | B. | 逆向移動 | ||
C. | 不移動 | D. | 無法確定移動方向 |
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