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某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂(LiCoO2)的正极粉均匀涂覆在铝箔上制...

某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂(LiCoO2)的正极粉均匀涂覆在铝箔上制成的,可以再利用。某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴。

1)钴酸锂(LiCoO2)改写为氧化物形式为          。

225℃时,用图1所示装置进行电解,有一定量的钴以Co2+的形式从正极粉中浸出,且两极均有气泡产生,一段时间后正极粉与铝箔剥离。

阴极的电极反应式为:LiCoO2+4H++e-=Li++Co2++2H2O         。阳极的电极反应式为           

该研究小组发现硫酸浓度对钴的浸出率有较大影响,一定条件下,测得其变化曲线如图2所示。当c(H2SO4)>0.4mol·L-1时,钴的浸出率下降,其原因可能为        

2)电解完成后得到含Co2+的浸出液,且有少量正极粉沉积在电解槽底部。用以下步骤继续回收钴。

写出酸浸过程中正极粉发生反应的化学方程式         。该过程中也可以用Na2S2O3代替H2O2,则反应的离子方程式为                

已知(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性,下列关系中正确的是         (填字母序号)

Ac(NH4+)>c(C2O42-)>c(H+)>c(OH-)

Bc(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)

Cc(NH4+)+c(NH3•H2O )=2[c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)]

4)已知所用锂离子电池的正极材料为xg,其中LiCoO2(M=98g·mol-1)的质量分数为a%,则回收后得到CoC2O4•2H2O(M=183g·mol-1)的质量不高于         g

 

(1)Li2O·Co2O3 (2)①2H++2e-═H2↑;4OH--4e-═O2↑+2H2O②H+与LiCoO2在阴极的还原反应相互竞争,当c(H+)增大时,参与放电的H+增多(或有利于H+放电),所以钴的浸出率下降; (3)①2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O 8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4═4Li2SO4+8CoSO4+ Na2SO4+11H2O②ac (4)   【解析】 试题分析:(1)钴酸锂(LiCoO2)改写为氧化物形式为Li2O·Co2O3,故答案为:Li2O·Co2O3; (2)①H + 也会在阴极放电,2H + + 2e-═H2↑;阴离子在阳极放电,4OH--4e-═O2↑ + 2H2O,故答案为:2H + + 2e-═H2↑;4OH--4e-═O2↑ + 2H2O; ②如图2所示.当c(H2SO4)>0.4mol•L-1时,参与放电的H + 增多(或有利于H + 放电),所以钴的浸出率下降,故答案为:H + 与LiCoO2在阴极的还原反应相互竞争,当c(H + )增大时,参与放电的H + 增多(或有利于H + 放电),所以钴的浸出率下降; (2)①“酸浸”过程中正极粉发生氧化还原反应,LiCoO2被还原生成Co2 + ,H2O2被氧化生成O2,方程式为2LiCoO2 + H2O2 + 3H2SO4═Li2SO4 + 2CoSO4 + O2↑ + 4H2O;用Na2S2O3代替H2O2,LiCoO2被还原生成Co2 + ,Na2S2O3被氧化生成Na2SO4,则反应的离子方程式为8LiCoO2 + Na2S2O3 + 11H2SO4═4Li2SO4 + 8CoSO4 + Na2SO4 + 11H2O,故答案为:2LiCoO2 + H2O2 + 3H2SO4═Li2SO4 + 2CoSO4 + O2↑ + 4H2O;8LiCoO2 + Na2S2O3 + 11H2SO4═4Li2SO4 + 8CoSO4 + Na2SO4 + 11H2O; ②(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性,a.由离子浓度大小关系,知c (NH4 + )>c(C2O42-)>c (H + )>c (OH-),故a正确;b.由电荷守恒,可知c (H + ) + c (NH4 + )=c (OH-) + c(HC2O4-) + 2c(C2O42-),故b错误;c.由物料守恒,可知c (NH4 + ) + c (NH3•H2O)=2[c(C2O42-) + c(HC2O4-) + c(H2C2O4)],故c正确;故答案为:ac; (3)根据关系式: LiCoO2~CoC2O4•2H2O 98 183 xa%g m 解之得m=,故答案为:。 【考点定位】考查物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用;电解原理;离子浓度大小的比较 【名师点晴】本题为生产流程题,涉及金属的回收、环境保护、氧化还原反应、物质的分离提纯和除杂等问题,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,难度中等,难点是电极反应式的书写。书写电极方程式的具体步骤如下: (1)首先根据题意写出电池反应。 (2)标出电子转移的方向和数目,指出氧化剂、还原剂。 (3)根据还原剂——负极材料,氧化产物——负极产物,氧化剂——正极材料,还原产物——正极产物来确定原电池的正、负极和反应产物。根据电池反应中转移电子的数目来确定电极反应中得失的电子数目。 (4)注意环境介质对反应产物的影响。对于复杂电极反应式的书写:复杂电极,反应式=总反应式-较简单一极的电极,反应式。  
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Cl2、漂白液(有效成分为NaClO)在生产、生活中广泛用于杀菌、消毒。

1)电解NaCl溶液生成氯气的化学方程式为           

2Cl2溶于H2ONaOH溶液即获得氯水、漂白液。

干燥的氯气不能漂白物质,但氯水却有漂白作用,说明起漂白作用的物质是        

②25℃Cl2H2ONaOH的反应如下:

反应

Cl2+H2O Cl-+H++HClO     K1=4.5×10-4

反应

Cl2+2OH- Cl-+ClO-+ H2O      K2=7.5×1015

不直接使用氯水而使用漂白液做消毒剂的原因是           

3)家庭使用漂白液时,不宜直接接触铁制品,漂白液腐蚀铁的电极反应为:Fe-2e-=Fe2+;ClO发生的电极反应式是           

4)研究漂白液的稳定性对其生产和保存有实际意义.30℃时,pH=11的漂白液中NaClO的质量百分含量随时间变化如图所示:

分解速率v()            v()(“>”“<”“=”),原因是           

②NaClO分解的化学方程式是          

③4d-8d,Ⅰv(NaClO)=            mol/(L·d)(常温下漂白液的密度约为1g/cm3,且变化忽略不计)

 

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某学生对Na2SO3AgNO3在不同pH下的反应进行探究。

1)测得Na2SO3溶液pH=11AgNO3溶液pH=5,二者水解的离子分别是           

2)调节pH,实验记录如下:

实验

pH

现象

A

10

产生白色沉淀,稍后溶解,溶液澄清

B

6

产生白色沉淀,一段时间后,沉淀未溶解

C

2

产生大量白色沉淀,一段时间后,产生海绵状棕黑色物质X

查阅资料得知:

Ag2SO3:白色,难溶于水,溶于过量Na2SO3的溶液

Ag2O:棕黑色,不溶于水,能和酸反应

推测a中白色沉淀为Ag2SO3,离子方程式是           

推测a中白色沉淀为Ag2SO4,推测的依据是           

3)取bc中白色沉淀,置于Na2SO3溶液中,沉淀溶解。该同学设计实验确认了白色沉淀不是Ag2SO4,实验方法是:另取Ag2SO4固体置于         溶液中,未溶解。

4)将cX滤出、洗净,为确认其组成,实验如下:

Ⅰ.X中滴加稀盐酸,无明显变化

.向X中加入过量浓HNO3,产生红棕色气体

.用Ba(NO3)2溶液、BaCl2溶液检验中反应后的溶液,前者无变化,后者产生白色沉淀

实验的目的是            

根据实验现象,分析X的性质和元素组成是           

③Ⅱ中反应的化学方程式是           

5)该同学综合以上实验,分析产生X的原因,认为随着酸性的增强,还原性增强。通过进一步实验确认了这种可能性,实验如图所示:

气体Y         

白色沉淀转化为X的化学方程式是           

 

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在日常生活中,我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。可以通过下列装置所示实验进行探究。下列说法正确的是

A.按图装置实验,为了更快更清晰地观察到液柱上升,可采用下列方法:用酒精灯加热具支试管

B.图是图所示装置的原理示意图,图的正极材料是铁

C.铝制品表面出现白斑可以通过图装置进行探究,Cl由活性炭区向铝箔表面区迁移,并发生电极反应:2Cl2e=Cl2

D.图装置的总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3,生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑

 

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常温下,向等体积、等物质的量浓度的盐酸、醋酸溶液中分别滴入0.1mol/LNaOH溶液,测得溶液的pHNaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法错误的是

A.图中曲线表示NaOH溶液滴定盐酸时的pH变化

B.酸溶液的体积均为10 mL

Ca点:c(CH3COOH)c(CH3COO)

Da点:c(H)c(Na)c(OH)c(CH3COO)

 

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分子中碳与氢元素的质量比为21:4的烃中,主链上有5个碳原子的结构共有几种

A5      B6       C4       D3

 

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