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(16分)废旧锂离子电池的正极材料(主要含有满分5 manfen5.com及少量Al、Fe等)可用于回收钴、锂,实验方法如下:

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已知:Fe3+开始沉淀pH=2.7, 完全沉淀pH=3.2; Al3+开始沉淀pH=3.8, 完全沉淀pH=5.2; Co2+完全沉淀pH=9.15

(1)在上述溶解过程中,S2O32-被氧化成SO42-,LiCoO2在溶解过程中反应的化学方程式为                                         ,氧化剂是_________________________________。

(2)在上述除杂过程中,通入空气的作用是_____________________。通入空气和加入NaOH溶液后发生的离子方程式______________                废渣的主要成分是Al (OH)3和_______________。

(3)“沉淀钴”和“沉淀锂”的离子方程式分别为_________________、_________________。

(4)该工艺可回收的副产品是_________________________(写化学式)。

 

(1)8 LiCoO2+ Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+ 8CoSO4+Na2SO4+11H2O;(3分)LiCoO2 (2分) (2)将正二价铁元素氧化成正三价 (2分) 4Fe2 + + O2 + 2H2O + 8OH-= 4Fe(OH)3↓(3分);Fe(OH)3(2分) (3)Co2++2OH-=Co(OH)2↓(1分)   2Li++CO32-=Li2CO3↓(1分);(4)Na2SO4(2分)。 【解析】 试题分析:(1)在上述溶解过程中,S2O32-被氧化成SO42-,LiCoO2在溶解过程中被还原为CoSO4,根据元素的化合价升降总数相等及元素的原子个数相等,可得该反应的化学方程式是8LiCoO2+ Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+ 8CoSO4+Na2SO4+11H2O;在该反应中氧化剂是LiCoO2;(2)由于Fe2+形成沉淀的溶液的pH与Co2+完全沉淀的pH很接近,不容易分离,若将在上述除杂过程中,将Fe2+氧化为Fe3+,就因为溶液的pH差别很大,容易分离,所以通入空气的作用是将正二价铁元素氧化成正三价的铁元素;通入空气和加入NaOH溶液后发生的离子方程式是4Fe2 + + O2 + 2H2O + 8OH-= 4Fe(OH)3↓;产生的废渣的主要成分是Al (OH)3和Fe(OH)3;(3)根据框图示意可得“沉淀钴”和“沉淀锂”的离子方程式分别为Co2++2OH-=Co(OH)2↓(1分)   2Li++CO32-=Li2CO3↓;(4)结合流程图及元素守恒可知:该工艺可回收的副产品是Na2SO4。 考点:考查物质制取的工艺过程,主要包括反应条件的控制、化学方程式和离子方程式的书写、守恒法的应用及物质的循环利用的知识。  
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考点分析:
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(16分)

用CaSO4代替O2与燃料CO反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,反应为主反应,反应为副反应。

1/4CaSO4(s)+CO(g) 1/4CaS(s)+CO2(g)     H1 = -47.3kJmol-1

CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+CO2(g) +SO2(g)  H2 = +210.5kJmol-1

CO(g) 1/2C(s)+1/2CO2(g)                H3 = -86.2kJmol-1

(1)反应2CaSO4(s)+7CO(g) CaS(s)+ CaO(s)+6CO2(g)+ C(s) +SO2(g)

H=__________(H1H2H3表示

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(2)反应的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图18,结合各反应的H,回答下列问题。a)曲线中对应反应的是_______(选填“”或“”)。

归纳lgK-T曲线变化规律: b)_________             ________            

c)_____                   ___               

(3)向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入初始浓度为C0 molL-1 的CO,反应于900

达到平衡,此时c平衡(CO)=8.0X10-5 molL-1

d)用图18中相应的lgK的值计算CO的转化率(忽略副反应,计算结果保留两位有效数字)。

e) c(CO)随反应时间t的变化曲线如图19所示。

若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中分别画出升高反应温度(高于900)和降低反应温度(低于900)c(CO)随反应时间t的变化曲线图,并作相应的标注(忽略副反应)。

 

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(15分)化合物G的合成路线如下:

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(1)D中含氧官能团的名称为          ,1 molG发生加成反应最多消耗        mol H

(2)掉E中含有少量D的试剂和操作是                                         ;下列有关E的说法正确的是              (填字母序号)。

A.可发生氧化反应B.催化条件下可发生缩聚反应

C.可发生取代反应D.是CH2=CHCOOCH2CH3的同系物

E.易溶于水

(3)写出A→B的化学反应方程式                                        

(4)反应E + F→G属于下列麦克尔加成反应类型,则F的结构简式为                      

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(5)比G少2个氢原子的物质具有下列性质:任写一种该物质的结构简式                 

遇FeCl3溶液显紫色;         苯环上的一氯取代物只有一种;

1mol物质最多可消耗2mol Na和1mol NaOH。

 

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甲~辛等元素在周期表中的相对位置如下表。

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甲和戊的原子序数相差3,戊的一种单质是自然界硬度最大的物质,丁和辛属同周期元素。下列判断不正确的是

A.与水反应的剧烈程度:甲>乙>丁     

B.气态氢化物的沸点:戊<己<庚

C.丙和庚的核外电子数相差15         

D.乙单质在空气中燃烧生成含共价键的离子化合物

 

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对于常温下0.1 mol·L-1氨水和0.1 mol·L-1醋酸,下列说法正确的是

A.0.1 mol·L-1氨水,溶液的pH<13

B.0.1 mol·L-1氨水加水稀释,溶液中c(H+)和c(OH)都减小

C.0.1 mol·L-1醋酸溶液中:c(H+)=c(CH3COO)

D.0.1 mol·L-1醋酸与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合所得溶液中:

c(Na+)>c(CH3COO)>c(OH)>c(H+)

 

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下列实验能达到目的的是

A.只滴加氨水鉴别NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液

B.将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体

C.用萃取分液的方法除去酒精中的水

D.用可见光束照射以区别溶液和胶体

 

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