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锂电池应用很广,某种锂离子电池,其正极材料可再生利用。其正极材料有钴酸锂(LiC...

锂电池应用很广,某种锂离子电池,其正极材料可再生利用。其正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6,现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)

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回答下列问题:

1)写出正极碱浸中发生反应的化学方程式____________

2酸浸一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的主要氧化还原反应的化学方程式________________________;如果可用盐酸代替H2SO4H2O2的混合溶液,可能发生反应的离子方程式___________________________

3)写出沉钴过程中发生反应的化学方程式______________________________

4)充放电过程中,发生LiCoO2Li1-xCoO2之间的转化,写出充电时正极的电极反应_____________________________________

5)在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有____________(填化学式)

6最近美国和韩国的科学家合作研究出新型锂空气电池,他们的锂空气电池在放电过程中产生稳定的晶状超氧化锂(LiO2),超氧化锂可以很容易地分解成锂和氧,从而具有更高的效率和更长的循环寿命。请写出该电池正极的电极反应     ____________

 

(1)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ (2)2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 = Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O 2CoO22++2Cl- +8H+ =2Co2++Cl2↑+4H2O (3)CoSO4 + 2NH4HCO3 = CoCO3 ↓+ (NH4)2SO4 +CO2↑+ H2O (4)LiCoO2-xe- = Li1-xCoO2 + xLi+ (5)Al(OH)3、Li2SO4、CoCO3(或CoSO4);(6) O2 + e- + Li+ = LiO2 【解析】 试题分析:(1)正极中含有铝,铝易溶于强碱溶液生成AlO2-,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑; (2)酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO2,生成物有Li2SO4和CoSO4,反应方程式为:2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,由题中信息知LiCoO2具有强氧化性,如果可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合溶液,LiCoO2能够将盐酸氧化生成氯气,2CoO22++2Cl- +8H+ =2Co2++Cl2↑+4H2O;故答案为:2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,2CoO22++2Cl- +8H+ =2Co2++Cl2↑+4H2O; (3)“沉钴”过程中硫酸钴和碳酸氢铵反应生成碳酸钴沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水,反应方程式为CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O,故答案为:CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O; (4)充电过程中,正极的电极反应LiCoO2-xe- = Li1-xCoO2 + xLi+,故答案为:LiCoO2-xe- = Li1-xCoO2 + xLi+; (5)放电时,负极上生成锂离子,锂离子向正极移动并进入正极材料中,所以“放电处理”有利于锂在正极的回收,根据流程图知,可回收到的金属化合物有Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4,故答案为:Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4; (6)锂—空气电池,正极氧气得到电子,电极反应为O2 + e- + Li+ = LiO2,故答案为:O2 + e- + Li+ = LiO2。 【考点定位】考查物质分离和提纯、金属的回收、环境保护、氧化还原反应 【名师点晴】本题为生产流程题,题目较为综合,做题时注意仔细审题,从题目中获取关键信息,难点是电极反应式的书写。废旧锂离子电池放电处理拆解后正极用氢氧化钠溶液碱溶过滤得到滤液调节溶液PH过滤得到氢氧化铝沉淀;滤渣加入硫酸,过氧化氢调节溶液PH过滤得到滤液加入萃取剂萃取分液得到水层为硫酸锂,有机层通过反萃取得到水层硫酸钴溶液加入碳酸氢铵溶液沉淀钴离子得到碳酸钴固体。  
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一氧化碳是一种用途广泛的化工基础原料。有机物加氢反应中镍是常用的催化剂。但H2中一般含有微量CO会使催化剂镍中毒,在反应过程中消除CO的理想做法是投入少量SO2,为弄清该方法对催化剂的影响,查得资料如下:

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回答下列问题:

1SO2(g) + 2CO(g) 满分5 manfen5.com S(s) + 2CO2(g)   △H                    该反应的平衡常数的表达式是                  

2)工业上用一氧化碳制取氢气的反应为:CO(g)+H2O(g) 满分5 manfen5.com CO2(g)+H2(g),已知420℃时,该反应的化学平衡常数K=9。如果反应开始时,在2L的密闭容器中充入COH2O的物质的量都是0.60mol5min末达到平衡,则此时CO的转化率为      H2的平均生成速率为                 mol·L-1·min-1

3)为减少雾霾、降低大气中有害气体含量,研究机动车尾气中CONOCxHy的排放量意义重大。机动车尾气污染物的含量与空/燃比(空气与燃油气的体积比)的变化关系如图所示。

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已知:N2O2生成NO的反应是吸热反应。请解释:

随空/燃比增大,COCxHy的含量减少的原因是                          

当空/燃比达到15后,NO减少的原因可能是                           

4)一定条件下H2CO合成CH3OHCH3OH再转化成为CH3OCH3,转化的热化学反应方程式如下:2CH3OH(g) 满分5 manfen5.comCH3OCH3(g)+H2O(g)   ΔH=-24.5 kJ·mol-1

250℃、压强不变的密闭容器中,加入2molCH3OH,一段时间后上述反应达平衡,体系放出热量11 kJ;若同一条件下加入0.2mol CH3OCH30.2mol H2O,一段时间后上述反应达平衡,体系的热效应为          .

 

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用下列装置进行有关实验不能达到预期目的的是

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A.用甲装置可制得Fe(OH)3胶体

B.用乙装置可制得金属锰

C.用丙装置验证NaHCO3Na2CO3的热稳定性

D.用丁装置能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀

 

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a、b、c、d四种元素在周期表中的位置如下图,则下列说法正确的是

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Aab之间容易形成离子化合物

B.若b的单质可作半导体材料,则c的单质可能为半导体材料

C.若b的单质与H2易化合,则c的单质与H2更易化合

Db的最高价氧化物对应水化物为H2bO4,则a的氢化物的化学式为aH3

 

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下列关于常见有机化合物的说法中正确的是

A.乙烷和Cl2在光照条件下反应生成6种氯代产物

B.乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应乙酸乙酯中的少量乙酸可用饱和Na2CO3溶液除去

C.乙烯和聚乙烯都能使溴的四氯化碳溶液褪色

D.糖类、油脂和蛋白质都是人体必需的营养物质它们的组成元素相同

 

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下列有关说法中正确的是

A.某温度时的混合溶液中c(H+)=满分5 manfen5.commol·L-1说明该溶液呈中性(Kw为该温度时水的离子积常数)

B由水电离出的c(H+)=10-12mol·L-1的溶液中:Na+Ba2+HCO3-Cl-可以大量共存

C.已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10 Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。向含有Cl-CrO42-且浓度均为0.010 mol·L-1溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1AgNO3溶液时CrO42-先产生沉淀

D.常温下pH=7CH3COOHNaOH混合溶液中c(Na+)>c(CH3COO-)

 

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