Question

【题目】钴及其化合物可应用与催化剂、电池、颜料与染料等。

(1)CoO是一种油漆添加剂，可通过反应①②制备。

①2Co(s)+O2(g)=2CoO(s) ΔH1=akJ·mol-1

②2CoCO3(s) =CoO(s) + CO2 (g) ΔH2=akJ·mol-1

则反应2Co(s)+O2(g)+2CO2(g)=2CoO3(s) 的ΔH=_________。

(2)某锂电池的电解质可传导Li+，电池反应式为：LiC6+CoO2C6+LiCoO2

①电池放电时，负极的电极反应式为_________，Li+向______移动（填“正极”或“负极“）。

②一种回收电极中Co元素的方法是：将LiCoO2与H2O2、H2SO4反应生成CoSO4。该反应的化学方程式为___________________。

(3)BASF高压法制备醋酸采用钴碘催化循环过程如图-1所示，该循环的总反应方程式为_________________(反应条件无需列出)

(4)某含钴催化剂可同时催化去除柴油车尾气中的碳烟(C)和NOx。不同温度下，将10mol模拟尾气（成分如下表所示）以相同的流速通过该催化剂，测得所有产物(CO2、N2、N2O)与NO的相关数据结果如图-2所示.

模拟尾气	气体			碳烟
	NO	O2	He
物质的量分数或物质的量	0.25%	5%	94.75%	a mol

①380℃时，测得排出的气体中含0.45 mol O2和0.0525 mol CO2，则Y的化学式为__________________。

②实验过程中采用NO模拟NOx,，而不采用NO2的原因是______________________。

Answer 1

【答案】 (a-2b)kJ·mol-1 LiC6-e-═Li++C6 正极 2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═LiSO4+2CoSO4+4H2O+O2↑ CO+CH3OH→CH3COOH N2O 真实的尾气中的NOx以NO为主（或NO较NO2稳定，NO2气体中存在N2O4，不便于定量测定）

【解析】 (1) ①2Co(s)+O2(g)=2CoO(s) ΔH1=akJ·mol-1，②2CoCO3(s) =CoO(s) + CO2 (g) ΔH2=akJ·mol-1，根据盖斯定律，将①-②×2得：2Co(s)+O2(g)+2CO2(g)=2CoO3(s) ，ΔH= (a-2b)kJ·mol-1，故答案为：(a-2b)kJ·mol-1；

(2)某锂电池的电解质可传导Li+，电池反应式为：LiC6+CoO2C6+LiCoO2

①电池放电时，负极发生氧化反应，反应的电极反应式为LiC6-e-═Li++C6，原电池中，阳离子向正极移动，Li+向正极移动，故答案为：LiC6-e-═Li++C6；正极；

②将LiCoO2与H2O2、H2SO4反应生成CoSO4，反应的化学方程式为2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═LiSO4+2CoSO4+4H2O+O2↑，故答案为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═LiSO4+2CoSO4+4H2O+O2↑；

.(3)根据图-1所示，该循环的总反应方程式为CO+CH3OH→CH3COOH，故答案为：CO+CH3OH→CH3COOH；

(4)①10mol模拟尾气中含有0.025molNO，0.5mol O2，380℃时，测得排出的气体中含0.45 mol O2和0.0525 mol CO2，因此反应的氧气为0.05mol，根据图像反应的NO为（8%+16%）×0.025mol=0.006mol，根据N守恒，生成的N2或N2O的物质的量分别为0.001mol和0.002mol，设N2O的物质的量为x，根据O原子守恒，0.006mol+0.05mol×2=0.0525 mol×2+x，解得x=0.001mol，因此Y为N2O，故答案为：N2O；

②真实的尾气中的NOx以NO为主，而且NO较NO2稳定，NO2气体中存在N2O4，不便于定量测定，因此实验过程中采用NO模拟NOx,，而不采用NO2，故答案为：真实的尾气中的NOx以NO为主。