题目内容

废旧锂离子池的正极材料(主要含有LiCoO2及少量的Al、Fe等)可用于回收钴、锂,工艺流程如下:

(1)在上述溶解过程中,S2O32-被氧化成SO42-,LiCoO2在溶解过程中发生反应的化学方程式为                   ,还原产物是          。
(2)在上述除杂过程中,通入空气的作用是      废渣的主要成分是     
(3)“沉淀钴”和“沉淀锂”的离子方程式分别为                
(4)除了废渣可以回收利用外,本工艺还可回收的副产品是              

(1)8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+1lH2O  CoSO4
(2)将Fe2+氧化成Fe3+;Al(OH)3  Fe(OH)3
(3)Co2++2OH-=Co(OH)2;2Li+CO32-=Li2CO3

解析

练习册系列答案
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(15分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称保险粉,可用于照相业作定影剂,也可用于纸浆漂白作脱氯剂等。实验室可通过Na2S、Na2CO3和SO2共同反应来制取Na2S2O3
       
图1                                               图2
(1)写出图1所示装置中三颈瓶中由反应制取Na2S2O3的化学方程式_       ___。
如将分液漏斗中的H2SO4改成浓盐酸,则三颈烧瓶内除Na2S2O3生成外,还有_____(填化学式)杂质生成。
(2)为测定所得保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数,可用标准碘溶液进行滴定,反应方程式为2Na2S2O3+I2===2NaI+Na2S4O6
① 利用KIO3、KI和HCl可配制标准碘溶液。写出配制时所发生反应的离子方程式:___________________。
② 准确称取一定质量的Na2S2O3·5H2O样品于锥形瓶中,加水溶解,并滴加__ 作指示剂,用所配制的标准碘溶液滴定。滴定时所用的玻璃仪器除锥形瓶外,还有_____。
③ 若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数的测量结果______(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(3)本实验对Na2S的纯度要求较高,利用图2所示的装置可将工业级的Na2S提纯。已知Na2S常温下微溶于酒精,加热时溶解度迅速增大,杂质不溶于酒精。提纯步骤依次为:
① 将已称量好的工业Na2S放入圆底烧瓶中,并加入一定质量的酒精和少量水;
② 按图2所示装配所需仪器,向冷凝管中通入冷却水, 出(用字母“a”、“b”填空)水浴加热;
③ 待_____时,停止加热,将烧瓶取下;
④ ___________________________;
⑤ ________________________;
⑥ 将所得固体洗涤、干燥,得到Na2S·9H2O晶体。

(16分)实验室中以粗铜(含杂质)为原料,某种制备铜的氯化物的流程如下:

按要求回答下列问题:
(1)操作①的所用到的玻璃仪器有______________。
(2)上述流程中,所得固体1需要加稀盐酸溶解,其理由是                       
溶液1可加试剂X用于调节pH以除去杂质, X可选用下列试剂中的(填序号)___________。
A.NaOH     B.NH3·H2O       C.CuO      D.CuSO4   
(3)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出   
制备CuCl的离子方程式:                                                   
(4)现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。

①按气流方向连接各仪器接口顺序是:a→               。实验中大试管加热前要进行一步重要操作,其操作是                          
②反应时,盛粗铜粉的试管中的现象是                              
(5)在溶液2转化为CuCl2·2H2O的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为绿色。小组同学欲探究其原因。已知:氯化铜溶液中有如下转化关系:
Cu(H2O)42+(aq) + 4Cl-(aq)  CuCl42-(aq) + 4 H2O (l)
蓝色                      绿色
该同学取氯化铜晶体配成蓝绿色溶液Y,进行如下实验,其中能证明溶液中有上述转化关系的是             (填序号)。
A.将Y稀释,发现溶液呈蓝色            B.在Y中加入CuCl2晶体,溶液变为绿色
C.在Y中加入NaCl固体,溶液变为绿色  D.取Y进行电解,溶液颜色最终消失

随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二”五期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g) ="4NO(g)" + CO2(g) +2H2O(g)   ⊿H=" -574" kJ·mol-1
②CH4(g) +4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)   ⊿H=" -1160" kJ·mol-1
③H2O(g) = H2O(l)    △H=" -44.0" kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的热化学方程式          
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为                                 

   浓度/mol·L-1

 

 
时间/min

NO
N2
CO2
0
1.00
0
0
10
0.58
0.21
0.21
20
0.40
0.30
0.30
30
0.40
0.30
0.30
40
0.32
0.34
0.17
50
0.32
0.34
0.17
 
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2 (g)+CO2 (g) 。某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
①10min~20min以v(CO2) 表示的平均反应速率为                        
②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为        (保留两位小数)。
③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率      (填“增大”、“不变”或“减小”) 。
④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是          (填序号字母)。
A.容器内压强保持不变
B.2v(NO) = v(N2)
C.容器内CO2的体积分数不变
D.混合气体的密度保持不变
⑤30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是          。请在图中画出30min至40min的变化曲线。

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