【题目】锂离子电池应用很广。某种锂离子二次电池的电极材料主要是钴酸锂(LiCoO2)和石墨。钴是一种稀有的贵重金属,废旧锂离子电池电极材料的回收再生意义重大。
(1)锂离子电池(又称锂离子浓差电池)的工作原理:
ⅰ.充电过程:Li+从含LiCoO2的电极中脱出,正三价Co被氧化,此时该极处于贫锂态(Li1-xCoO2)。
ⅱ.放电过程原理示意图如图所示:
①放电时,电子的流动方向为______。(用a、b、K2、K3)
②放电时,正极的电极反应式为______。
(2)钴酸锂回收再生流程如下:
①用H2SO4酸浸时,通常添加30%的H2O2以提高浸出效率,其中H2O2的作用是______。
②用盐酸代替H2SO4和H2O2,浸出效率也很高,但工业上不使用盐酸。主要原因是:
ⅰ.会产生有毒、有污染的气体。写出相应反应的化学方程式_______。
ⅱ.Cl-对建筑材料的腐蚀及带来的水体问题等。
④已知草酸为二元弱酸,应用化学平衡移动原理,结合化学用语解释CoC2O4沉淀的同时溶液酸性增强的原因:______。
⑤高温下,在O2存在时纯净的CoC2O4与Li2CO3再生为LiCoO2的化学方程式为______。
【解析】
(1)考察原电池的原理,题中已经告知放电过程的原理示意图,Li+在原电池内部由b向a移动,则电子在外电路由b向a移动,也由此可以推出右侧的电极为负极,左侧的电极为正极;
(2)考察工业流程。①观察酸浸前后,Co的化合价由+3变为了+2,则Co的化合物作氧化剂,由于H2SO4还原性很弱,所以H2O2作还原剂;
②HCl具有还原性,而在①中我们得知Co(III)具有氧化性,所以可以得出这两种物质可以发生氧化还原反应;
③温度升高,影响的是化学反应速率,浸出率随温度的升高而升高,是因为反应速率增大;而H2O2本身的热稳定性不高,超过80℃,H2O2的分解速率大于被氧化的速率,使得浸出的反应速率受到影响,从而降低了浸出率;
⑤题中已经告知了反应物和生成物,配平方程式即可。
(1)①放电过程,K2、K3连接形成原电池,导线为外接电路,Li+的流动方向是从电池内部b→a移动,电子的移动方向与正电荷相反,则电子流动的方向为b→K2→K3→a;
②如图所示,放电时,Li+从LixC6一侧流向Li1-xCoO6一侧,则正极的电极反应为:Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2;
(2)①LiCoO2中,Co呈+3价,滤液中的Co呈+2价,则Co化合物被还原了,H2SO4还原性很弱,所以H2O2在该过程中起还原剂的作用,将LiCoO2还原;
②盐酸具有还原性,Co(III)具有氧化性,二者会发生反应生成Cl2:2LiCoO2+8HCl=2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O;
③在80℃之前,浸出率随温度的升高而升高,是因为温度升高,反应速率增大;80℃之后,H2O2的分解速率大于H2O2被氧化的速率,使得浸出率下降;
⑤题中告知了反应物和生成物,则化学方程式为:4CoC2O4+2Li2CO3+3O2高温4LiCoO2+10CO2。
【题目】下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是
选项
事实
推论
A
与冷水反应,Na比Mg剧烈
金属性:Na>Mg
B
Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2
金属性:Ca>Mg
C
SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2
非金属性:S>C
D
非金属性:Br>I
A.AB.BC.CD.D
【题目】使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量(g/100mL)。
Ⅰ.实验步骤:
(1)配制100mL待测白醋溶液,量取10.00mL食用白醋,注入烧杯中用水稀释后转移到_____(填仪器名称)中定容,摇匀即得;
(2)取待测白醋溶液20.00mL于锥形瓶中,向其中滴加2滴_____作指示剂;
(3)读取盛装0.1000mol/LNaOH溶液的______(填仪器名称)的初始读数,如果液面位置如下图所示,则此时的读数为______mL。
(4)滴定,当__________时,停止滴定,并记录NaOH溶液的终读数,重复滴定3次。
Ⅱ.实验记录
1
2
3
4
V(样品)
20.00
V(NaOH)(消耗)
15.95
15.00
15.05
14.95
Ⅲ.数据处理与讨论:
(5)经计算,市售白醋总酸量=_______g/100mL(醋酸的式量=60)。
(6)在本实验过程中,下列操作会使实验结果偏大的是______(填写序号)
A.碱式滴定管在滴定时未用标准NaOH溶液润洗
B.碱式滴定管在尖嘴在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
C.锥形瓶中加入待测白醋溶液后,再加少量水
D.锥形瓶在滴定剧烈摇动,有少量液体溅出
(2)我国首创以铝空气海水电池作为能源的新型的海水标志灯,以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流,只要把灯放入海水数分钟,就会发出耀眼的白光。则电源的负极材料是____,负极反应为___________;正极反应为_____________________________。
(3)熔盐电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关电池反应式。负极反应式为2CO+2CO32--4e-=4CO2,正极反应式为___________,电池总反应式为_______。
(1)起始时X的浓度为c(X)=_______;反应从开始至2分钟末,Y的转化率为α(Y)=________;用Z的浓度变化表示0-2分钟内的平均反应速率为v(Z)=___________。
(2)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为___________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是___________
B.容器内气体密度不变
D.各组分的物质的量相等
E.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
F.容器内气体颜色不再发生变化
①Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O②K2CO3+H2SO4=K2SO4+CO2↑+H2O
③CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O④2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+CO2↑+H2O
A.①②B.①②③C.①③④D.②④
【题目】根据要求,回答下列问题:
(3)维生素C又称“抗坏血酸”,能帮助人体将食物中摄取的不易吸收的Fe3+转变为易吸收的Fe2+,这说明维生素C具有_____。(填氧化性或还原性)
(4)某混合物中可能含有可溶性硫酸盐、碳酸盐及硝酸盐。为了检验其中是否含有硫酸盐,某同学取少量混合物溶于水后,向其中加入_____溶液,再加入______溶液发现有白色沉淀生成,并由此得出该混合物中含有硫酸盐的结论。
【题目】测定不同温度下0.5mol·L-1CuSO4溶液和0.5mol·L-1Na2CO3溶液pH,数据如下表:
温度/℃
25
30
40
50
60
CuSO4(aq)pH
3.71
3.51
3.44
3.25
3.14
Na2CO3(aq)pH
10.41
10.30
10.28
10.25
10.18
下列说法不正确的是
A.升高温度,Na2CO3溶液中c(OH-)增大
B.升高温度,CuSO4溶液和Na2CO3溶液的水解平衡均正向移动
C.升高温度,CuSO4溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果
D.升高温度,可能导致CO32-结合H+程度大于H2O电离产生H+程度
【题目】下列指定反应的离子方程式正确的是()
B.过量的铁粉溶于稀硝酸:Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O
C.用Na2S2O3溶液吸收水中的Cl2:4Cl2+S2O32-+5H2O=10H++2SO42-+8Cl-
D.SO2通入FeCl3溶液中:SO2+Fe3++2H2O=SO42-+Fe2++4H+