题目内容
利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。
(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为__________溶液(填化学式),阳极电极反应式为__________ ,电解过程中Li+向_____电极迁移(填“A”或“B”)。
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(2)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:
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Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为____________________________________,铁渣中铁元素的化合价为___________,在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41g,CO2的体积为1.344L(标准状况),则钴氧化物的化学式为__________。
【答案】(1)LiOH;2Cl‾—2e‾=Cl2↑;B
(2)2Co(OH)3+4H++SO32‾=2Co2++SO42‾+5H2O;+3;Co3O4
【解析】
试题分析:(1)B极区生产H2,同时生成LiOH,则B极区电解液为LiOH溶液;电极A为阳极,阳极区电解液为LiCl溶液,根据放电顺序,阳极上Cl‾失去电子,则阳极电极反应式为:2Cl‾—2e‾=Cl2↑;根据电流方向,电解过程中Li+向B电极迁移。
(2)在酸性条件下,Co(OH)3首先与H+反应生成Co3+,Co3+具有氧化性,把SO32‾氧化为SO42‾,配平可得离子方程式:2Co(OH)3+4H++SO32‾=2Co2++SO42‾+5H2O;铁渣中铁元素的化合价应该为高价,为+3价;CO2的物质的量为:1.344L÷22.4L/mol=0.06mol,根据CoC2O4的组成可知Co元素物质的量为0.03mol,设钴氧化物的化学式为CoxOy,根据元素的质量比可得:59x:16y=0.03mol×59g/mol:(2.41g—0.03mol×59g/mol),解得x:y=3:4,则钴氧化物的化学式为:Co3O4。
考点:电化学、氧化还原反应、工艺流程
在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中,发生反应:X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0。一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下表:
| t/min | 2 | 4 | 7 | 9 |
| n(Y)/mol | 0.12 | 0.11 | 0.10 | 0.10 |
下列说法正确的是( )
A.反应前2 min的平均速率v(Z)=2.0×10-3 mol·L-1·min-1
B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v逆>v正
C.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.32 mol气体X和0.32 mol气体Y,到达平衡时,n(Z)<0.24 mol
D.其他条件不变,向平衡体系中再充入0.16 mol气体X,与原平衡相比,达到新平衡时,气体Y的转化率增大,X的体积分数增大
根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题:
(1)已知25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12;酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下:
| pH | <8.0 | 8.0~9.6 | >9.6 |
| 颜色 | 黄色 | 绿色 | 蓝色 |
25 ℃时,在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液的颜色为____________________。
(2)向50 mL 0.018 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的盐酸,生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp=1.0×10-10,忽略溶液的体积变化,请计算:
①完全沉淀后,溶液中c(Ag+)=__________。
②完全沉淀后,溶液的pH=__________。
③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L-1的盐酸,是否有白色沉淀生成?________________(填“是”或“否”)。
(3)在某温度下,Ksp(FeS)=6.25×10-18,FeS饱和溶液中c(H+)与c(S2-)之间存在关系:c2(H+)·c(S2-)=1.0×10-22,为了使溶液里c(Fe2+) 达到1 mol·L-1,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的c(H+)约为__________________。