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【題目】(14分)近年來,隨著鋰離子電池的廣泛應用,廢鋰離子電池的回收處理至關重要。下面是利用廢鋰離子電池正極材料(有Al、LiCoO2、Ni、Mn、Fe等)回收鈷、鎳、鋰的流程圖。
已知:P204[二(2乙基己基)磷酸酯]常用于萃取錳,P507(2乙基己基膦酸2乙基己酯)和Cyanex272[二(2,4,4)三甲基戊基次磷酸]常用于萃取鈷、鎳。
回答下列問題:
(1)在硫酸存在的條件下,正極材料粉末中LiCoO2與H2O2反應能生成使帶火星木條復燃的氣體,請寫出反應的化學方程式__________________________________。
(2)一些金屬難溶氫氧化物的溶解度(用陽離子的飽和濃度表示)與pH的關系圖如下:
加入NaOH溶液調pH=5可除去圖中的________(填金屬離子符號)雜質;寫出除去金屬離子的離子方程式________________________(一種即可)。
(3)已知P507萃取金屬離子的原理為nHR(Org)+Mn+(aq)MRn(Org)+nH+(aq),且隨著萃取過程中pH降低,萃取效率下降。萃取前先用NaOH對萃取劑進行皂化處理,皂化萃取劑萃取金屬離子的反應為nNaR(Org)+Mn+(aq)MRn(Org)+nNa+(aq)。對萃取劑進行皂化處理的原因為________________。
(4)控制水相pH=5.2,溫度25℃,分別用P507、Cyanex272作萃取劑,萃取劑濃度對萃取分離鈷、鎳的影響實驗結果如圖所示。
■—Co(Cyanex272);●—Ni(Cyanex272);▲—Co(P507);▼—Ni(P507)
由圖可知,鈷、鎳的萃取率隨萃取劑濃度增大而_________(填“增大”或“減小”);兩種萃取劑中___________(填“P507”或“Cyanex272”)的分離效果比較好,若選P507為萃取劑,則最適宜的萃取劑濃度大約為__________mol·L1;若選Cyanex272萃取劑,則最適宜的萃取劑濃度大約為___________mol·L1。
(5)室溫下,用NaOH溶液調節(jié)鈷萃余液的pH=12,攪拌一段時間后,靜置,離心分離得到淡綠色氫氧化鎳固體,鎳沉淀率可達99.62%。已知Ksp[Ni(OH)2]=5.25×1016,則沉鎳母液中Ni2+的濃度為2.1×1011 mol·L1時,pH=______(lg5=0.7)。
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【題目】印刷電路板在電子行業(yè)中應用廣泛,其中的銅質線路是通過化學試劑刻蝕覆蓋在有機絕緣材料上的銅板形成的。從廢棄的印刷電路板上可以回收銅及其化合物。甲、乙、丙三組同學分別采用了不同的回收方案如下(部分產物略去):
(1)甲組步驟①中反應的離子方程式為:______。
(2)甲組同學進行實驗時,發(fā)現H2O2已變質不能使用,他們需要在不使用H2O2的前提下實現反應Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑。在你認為能實現該轉化的裝置中的括號內,標出電極材料(填“Cu”或“C”,不能實現的裝置中不要填寫)。
________
(3)乙組同學使用的FeCl3溶液需要酸化的原因是:________。
(4)圖為乙組電解時的裝置圖。其中銅電極應該與電源的_____(填“正極”或“負極”)相連。當觀察到陰極有少量氣泡產生時,即停止電解,此時要回收的銅已全部析出。則陰極發(fā)生的電極反應為(按反應發(fā)生的先后順序書寫):_____、___、___。
(5)乙組同學用1L 0.2mol/L的FeCl3溶液溶解銅,電解時,陰極產生無色氣體0.56L(標準狀況下)時停止電解,此時陽極產生的氣體在標準狀況下的體積共_____L。
(6)丙組同學利用FeCl3腐蝕銅板后的混合液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的濃度均為0.10mol/L,請參照下表給出的數據和藥品,簡述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的實驗步驟(寫出試劑和操作)①_____________;②____;③過濾棄去濾渣。
氫氧化物開始沉淀時的pH | 氫氧化物沉淀完全時的pH | |
Fe3+ | 1.9 | 3.2 |
Fe2+ | 7.0 | 9.0 |
Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
提供的藥品:Cl2、濃硫酸、NaOH溶液、CuO、Cu |
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【題目】有機化合物的性質與其所含官能團密切相關,按要求書寫指定方程式。
(1)2—丁烯與氯化氫的反應:______;
(2)乙二酸與乙二醇反應生成環(huán)狀酯:______;
(3)苯甲醛()與新制Cu(OH)2共熱:______;
(4)苦杏仁酸()發(fā)生縮聚反應生成的高分子化合物:______;
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【題目】實驗:①將0.1mol·L-1MgCl2溶液和0.5mol·L-1NaOH溶液等體積混合得到濁液;②取少量①中濁液,滴加0.1mol·L-1FeCl3溶液,出現紅褐色沉淀;③將①中濁液過濾,取少量白色沉淀,滴加0.1mol·L-1FeCl3溶液,白色沉淀變?yōu)榧t褐色;④另取少量白色沉淀,滴加飽和NH4Cl溶液,沉淀溶解。下列說法中,不正確的是( )
A. 將①中所得濁液過濾,所得濾液中含少量Mg2+
B. 濁液中存在溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)
C. 實驗②和③均能說明Fe(OH)3比Mg(OH)2難溶
D. NH4Cl溶液中的NH4+可能是④中沉淀溶解的原因
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【題目】下圖為室溫時不同pH下磷酸鹽溶液中含磷微粒形態(tài)的分布,其中a、b、c三點對應的pH分別為2.12、7.21、11.31,其中δ表示含磷微粒的物質的量分數,下列說法正確的是
A.2 mol H3PO4與3 mol NaOH反應后的溶液呈中性
B.NaOH溶液滴定Na2HPO4溶液時,無法用酚酞指示終點
C.H3PO4的二級電離常數的數量級為107
D.溶液中除OH離子外,其他陰離子濃度相等時,溶液可能顯酸性、中性或堿性
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【題目】將反應Cu(s) + 2Ag+(aq)Cu2+(aq) + 2Ag(s)設計成原電池,某一時刻的電子流向及電流計(G)指針偏轉方向如圖所示,有關敘述正確的是 ( )
A. KNO3鹽橋中的K+移向Cu(NO3)2溶液
B. 當電流計指針為0時,該反應達平衡,平衡常數K=0
C. 若此時向AgNO3溶液中加入NaCl固體,隨著NaCl量的增加,電流計指針向右偏轉幅度減小→指針指向0→向左偏轉
D. 若此時向Cu(NO3)2溶液中加入NaOH固體,隨著NaOH量的增加電流計指針向右偏轉幅度減小→指針指向0→向左偏轉
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【題目】某化學實驗創(chuàng)新小組設計了如圖所示的檢驗Cl2某些性質的一體化裝置。下列有關描述不正確的是
A.濃鹽酸滴到氯酸鉀固體上反應的離子方程式為5Cl++6H+===3Cl2↑+3H2O
B.無水氯化鈣的作用是干燥Cl2,且干燥有色布條不褪色,濕潤的有色布條褪色
C.2處溶液出現白色沉淀,3處溶液變藍,4處溶液變?yōu)槌壬,三處現象均能說明了Cl2具有氧化性
D.5處溶液變?yōu)檠t色,底座中溶液紅色消失,氫氧化鈉溶液的作用為吸收剩余的Cl2以防止污染
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【題目】有機物E是一種除草劑,常通過如下方法合成:
(1)化合物B中的含氧官能團的名稱為酯基和_________。
(2)A與X發(fā)生反應生成B和HCl,則X的結構簡式為_________________。
(3)D→E的反應類型為___________。
(4)寫出同時滿足下列條件的A的一種同分異構體的結構簡式:_____________。
Ⅰ.分子中含有1個苯環(huán),且有5個碳原子位于同一直線上。
Ⅱ.能與新制Cu(OH)2懸濁液反應。
Ⅲ.分子中含有4種化學環(huán)境不同的氫。
(5)已知:①CH3CHOClCH2CHO。②ClCH2CHO也能發(fā)生X在流程A→B中的類似反應。
寫出以苯酚和乙醛為原料合成的合成路線流程圖(無機試劑可任選)_______________。合成路線流程圖示例如下:H2C=CH2CH3CH2Br
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【題目】電解質溶液的電導率越大,導電能力越強。用0.100mol/L的NaOH溶液滴定0.100mol/L濃度均為0.100mol/L的鹽酸和CH3COOH溶液。利用傳感器測得滴定過程中溶液的電導率如圖所示。下列說法不正確的是( )
A. 曲線①代表滴定CH3COOH溶液的曲線
B. A、C兩點對應溶液均呈中性
C. B點溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)
D. A點溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=0.050mol/L
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【題目】有機物Z是合成治療某心律不齊藥物的中間體:
下列說法正確的是( )
A.X中所有原子可能共面
B.X能與金屬Na反應,Y能發(fā)生消去反應
C.1 mol Z與足量溴水反應,最多消耗1 mol Br2
D.1 mol Y與NaOH水溶液反應,最多消耗2 mol NaOH
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