题目内容
【题目】目前锂电池的应用日益广泛，而废旧锂电池的回收利用是十分重要的课题。回收利用废旧锂电池的流程如下：
已知：①锂电池废料的主要成分是LiCoO2、铝、炭黑及其他杂质。
②“溶液A”中主要金属离子是Co2+、Li+，还含有少量Fe3+、Al3+、Cu2+。
请回答：
(1)步骤Ⅰ中铝溶解的离子方程式为_____；
步骤Ⅲ中LiCoO2固体溶解的化学方程式为_______；
(2)关于步骤Ⅱ，下列实验操作或说法合理的是_________
A．灼烧前，灼烧使用的蒸发皿洗净后不需要擦干，然后加入固体X进行灼烧
B．灼烧时需要用玻璃棒不断搅拌
C．灼烧至恒重是指前后两次称量所得质量之差不得超过一定的允许误差，这个允许误差一定为0.01g
D．在电解熔融的Al2O3制备金属铝时，通常需加入冰晶石(NaAlF6)以增强其导电性
(3)步骤Ⅳ中除杂时可加入氨水调节溶液的pH，实验表明溶液A中各种金属离子的沉淀率随pH的变化如下图所示，则步骤Ⅳ中可除去的杂质离子是_________。
(4)步骤Ⅴ可采用酸碱滴定法测定碳酸锂的纯度。滴定原理如下：碳酸锂能够与盐酸反应生成氯化锂和二氧化碳，在碳酸锂未完全反应时，溶液保持中性(pH=7)。反应完全后，随着盐酸的继续滴入，溶液pH下降，以甲基红—溴甲粉绿为指示剂，用盐酸标准液滴定试样，用消耗盐酸标准滴定溶液的量来计算碳酸锂的含量。
①配制约0.30molL-1盐酸溶液不需要用到的仪器有________(填编号)
a.量筒b.电子天平c.漏斗d.烧杯e.容量瓶f.玻璃棒g.胶头滴管
②用0.3000molL-1盐酸标准溶液滴定，其中正确操作步骤的顺序为________
a．加入0.1-0.2mL甲基红—溴甲粉绿作指示剂；
b．煮沸去除CO2，再冷却到室温；
c．将试样置于250mL锥形瓶中，加入20mL水溶解；
d．用盐酸标准液滴定至试液由绿色变成酒红色；
e．继续滴定至酒红色(滴定突跃区域)即为终点
③碳酸锂的纯度可用下式计算：ω=
，其中：ω—碳酸锂试样的纯度；m—碳酸锂试样的质量(g)；c—盐酸标准液的浓度(molL-1)V1—试样滴定时消耗盐酸的体积(mL)；V0—滴定空白溶液(指不加试样进行滴定)时标准盐酸消耗的体积(mL)，0.03694—与1.00mL标准盐酸(c=1.000molL-1)相当的碳酸锂的质量(g)。
滴定空白溶液的目的是_________，上述滴定操作中，缺少“煮沸去除CO2，再冷却到室温”这个步骤，测定结果将_________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
【答案】2Al+2OH-+2H2O＝2
+3H2↑或 2Al+2OH-+6H2O==2[Al(OH)4]- +3H2↑ 2LiCoO2+H2O2+3H2SO4＝Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O B Fe3+、Al3+ bc cadbe 以消除实验中的试剂、操作等综合因素造成的滴定误差 偏小
【解析】
锂电池废料中含有LiCoO2、铝、炭黑，将废料先用碱液浸泡，将Al充分溶解，过滤后得到的滤液中含有偏铝酸钠，在浸出液中加入稀硫酸生成氢氧化铝，灼烧、电解可得到铝，滤渣中含有LiCoO2，将滤渣用双氧水、硫酸处理后生成Li2SO4、CoSO4，反应的离子方程式为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，题给信息可知A溶液主要的金属离子是Co2+、Li+，还含有少量Fe3+、Al3+、Cu2+，经除杂后加入草酸铵，可得到CoC2O4固体，母液中含有Li+，加入饱和碳酸钠溶液后过滤，最后得到碳酸锂固体，以此解答该题。
(1)步骤Ⅰ中，铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，离子方程式为2Al+2OH-+2H2O＝2+3H2↑或2Al+2OH-+6H2O==2[Al(OH)4]-+3H2↑；步骤Ⅲ中，反应物有LiCoO2、双氧水、硫酸，生成物有Li2SO4和CoSO4，LiCoO2中Co化合价降低，则H2O2化合价升高生成O2，所以化学方程式为2LiCoO2+H2O2+3H2SO4＝Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O；
(2)步骤Ⅱ将氢氧化铝，灼烧、电解后得到铝，
A．蒸发皿一般用于蒸发溶液，氢氧化铝为固体，一般用坩埚灼烧，A错误；
B．灼烧时需要用玻璃棒不断搅拌，避免局部过热，引起蹦溅，B正确；
C．在重量分析法中，经烘干或灼烧的坩埚或沉淀，前后两次称重之差小于0.2mg，C错误；
D．在电解熔融的Al2O3制备金属铝时，通常需加入冰晶石(NaAlF6)，目的是降低氧化铝的熔点，D错误。
答案选B；
(3)如图可知pH<5.0时，Co2+不生成沉淀，而Fe3+、Al3+易生成沉淀而除去，所以可除去的杂质离子是Fe3+、Al3+；
(4)①配制约0.30molL-1盐酸溶液需要的仪器有量筒、烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管，则不需要用到的仪器有bc；
②用0.3000molL-1盐酸标准溶液滴定，大体步骤为：取样于锥形瓶中，加水溶解；加入指示剂；用盐酸标准液滴定至指示剂变色；煮沸去除CO2，再冷却；继续滴定至指示剂变色即为滴定终点，所以顺序为cadbe；
③滴定空白溶液的目的是消除实验中的试剂、操作等综合因素造成的滴定误差；上述滴定操作中，如缺少煮沸去除CO2，则CO2溶于水使溶液呈酸性，所加盐酸体积偏少，所以测定结果将偏小。
名师金手指领衔课时系列答案
【题目】在1L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)+Y(g)
M(g)+N(g)，所得实验数据如下表：
实验编号 | 温度/℃ | 起始时物质的量/mol | 平衡时物质的量/mol | |
n(X) | n(Y) | n(M) | ||
① | 700 | 0.10 | 0.10 | 0.09 |
② | 800 | 0.20 | 0.20 | 0.10 |
③ | 800 | 0.20 | 0. 30 | a |
④ | 900 | 0.10 | 0.15 | b |
下列说法错误的是
A. 实验①中，若5min时测得n(M) =0.05mol，则0至5min时间内，用N表示的平均反应速率v(N) =0.01 mol/( L·min)
B. 实验②中，该反应的平衡常数K= 1.0
C. 实验③中，达到平衡时，X的转化率为60%
D. 实验④中，达到平衡时，b>0.06
【题目】(I)已知在448 ℃时，反应H2(g)＋I2(g)
2HI(g)的平衡常数K1为49，则该温度下反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的平衡常数K2为______；反应
H2(g)+I2(g)HI(g)的平衡常数K3为________。
(II)在一定体积的密闭容器中进行化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数和温度的关系如下表所示：
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1 000 | 1 200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=_____。
(2)该反应为_____(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为_____℃。
(4)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)=2mol·L1，c(H2)=1.5mol·L1，c(CO)=1mol·L1，c(H2O)=3mol·L1，则下一时刻，反应向_____(填“正向”或“逆向”)进行。