3.Mn3O4应用广泛,常用于制作软磁体、石墨烯电极及锂离子电池电极等材料.以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有铁(+2价)、镍(+2价)、钴(+2价)等碳酸盐杂质)为原料生产Mn3O4的工艺流程如下(如图1):
请回答下列问题:
(1)MnS、CoS、NiS三种难溶物中,溶解度最大的是MnS.
(2)步骤Ⅱ中,加入MnO2主要目的是在酸性条件下将Fe2+离子氧化为Fe3+
(3)步骤Ⅳ中不加入氨水也可得到碳酸锰,不加入氨水时反应的化学方程式是MnSO4+2NH4HCO3═MnCO3↓+(NH42SO4+CO2↑+H2O.
(4)25℃、c(Mn2+)=1.05mol/L时,MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图2所示.根据图中信息得出的结论是pH等于7.0时反应速率最快,且MnCO3的产率最高(或pH越大得到的MnCO3的产率越高,所需要的时间越短,且在pH=7时,有更好的效果);
(5)焙烧高纯度的MnCO3(s)可得Mn3O4(s).
已知:25℃、101kpa时,
3Mn(s)+2O2(g)=Mn3O4(s)△H=-1380kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-394kJ/mol
2Mn(s)+2C(s)+3O2(g)=2MnCO3(s)△H=-1790kJ/mol
则MnCO3(s)生成Mn3O4(s)的热化学方程式是6MnCO3(s)+O2(g)=2Mn3O4(s)+6CO2(g)△H=+246kJ/mol.
(6)Mn3O4可制备锂离子电池正极材料LiMn2O4.某锂离子电池的电池反应是:
Li1+y-xMn2O4+LixC6=Li1+y Mn2O4+C6,负极的电极反应式是LixC6-xe-=C6+xLi+,正极的电极反应式是Li1+y-xMn2O4+xLi++xe-=Li1+yMn2O4
(6)现用100t质量分数为34.5%的碳酸锰矿经过上述流程,若步骤Ⅰ中浸出率为90%,步骤Ⅱ中加入MnO2引入的锰元素相当于2610kg MnO2,步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ中锰元素的总利用率为90%,可得到Mn3O420610kg.(提示:MnCO3、MnO2、Mn3O4)的摩尔质量分别为115、87、229g/mol)
1.某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、可利用含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe,SiO2杂质不与硫酸反应)为为原料制取,其工艺流程如下:

(1)第Ⅰ步在过滤后,将滤渣洗涤2-3次,洗液与滤液合并,其目的是提高钴等元素的利用率.
(2)检验第Ⅱ步所得的生成液中Cl-的方法是取少量该生成液于试管中,加入过量Ba(NO32溶液,过滤,向滤液中滴加HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则说明溶液中有Cl-
(3)第Ⅲ步加入适量的Na2CO3调节酸度,生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO44(OH)12]沉淀,写出该反应的化学方程式3Fe2(SO43+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6(SO44(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑.
(4)工业上利用第Ⅴ步、第Ⅵ步产生的废气(CO2)来生产燃料甲醇,己知常温常压下:
①CH3OH (1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)△H1=-354.8kJ/mo1
②2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)△H2=+566kJ/mo1,
则反应2CO2(g)+4H2O(g)=2CH3OH(g)+3O2(g)△H=+1275.6kJ/mo1
(5)已知第Ⅴ步测得充分燃烧后钴氧化物质量为2.41g,CO2的体积为1.344L(标准状况).写出该钴氧化物的化学式Co3O4,第VI步生成钴酸锂(LiCoO2)的化学方程式为6Li2CO3+4Co3O4+O2=12LiCoO2+6CO2
(6)将制得的钴酸锂(LiCoO2)的正极粉均匀涂覆在铝箔上按如图所示装置进行电解,有一定量的钴以Co2+的形式从正极粉中浸出,且两极均有气泡产生,阴极的电极反应式是LiCoO2+4H++e-=Li++Co2++2H2O和2H++2e-=H2↑.
20.甲,乙两同学用图所示装置进行实验探究硝酸与铁反应的产物.

文献记载:
I.在浓硝酸和活泼金属反应过程中,随着硝酸浓度的降低,其生成的产物有+4、+2、-3价等氮的化合物.
Ⅱ.FeSO4+NO?Fe(NO)SO4(棕色)△H<0.
Ⅲ.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收
Ⅳ.铁氰化钾化学式为K3[Fe(CN)6]:亚铁氰化钾化学式为K4[Fe(CN)6]
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-═Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)
4Fe3++3[Fe(CN)6]4-═Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)
甲的实验操作和现象记录如下:
实验操作实验现象
打开弹簧夹,通入一段时间CO2,关闭弹簧夹.
打开分液漏斗活塞,将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中,关闭活塞.无明显现象.
加热烧瓶,反应开始后停止加热.①A中有红棕色气体产生,一段时间后,气体颜色逐渐变浅; B中溶液变棕色; C中溶液紫色变浅.
②反应停止后,A中无固体剩余,得100mL的溶液
请回答下列问题:
(1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是常温时,铁遇浓硝酸形成致密氧化膜,阻止反应进一步发生.
(2)甲的实验操作中通入CO2的目的是排除反应体系中的空气,防止对产物中有无一氧化氮判断的干扰.
(3)甲取少量B中溶液,加热,棕色溶液变浅绿色,有无色气体逸出,且在空气中变为红棕色其原因是FeSO4+NO?Fe(NO)SO4(棕色)△H<0,正反应放热,加热后,平衡向逆反应方向移动,甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成.
(4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足.为获取充足的证据,乙仍采用该装置和操作进行对照实验,浓硝酸换成稀硝酸浓硝酸换成稀硝酸,证明有NO生成的实验现象是A中没有红棕色气体生成,B中溶液变为棕色.
(5)将A所得溶液稀释至500mL,取少量稀释后的溶液调节pH后,滴加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成,由此证明A溶液中含有Fe2+(填离子符号).
另取稀释后的溶液25.00mL加入过量的KI固体,充分反应后pH至7左右,滴入几滴淀粉溶液做指示剂,用0.25mo1/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液16.00mL.(己知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),则A中所得溶液的c(Fe3+)=0.16mo1/L.
 0  154455  154463  154469  154473  154479  154481  154485  154491  154493  154499  154505  154509  154511  154515  154521  154523  154529  154533  154535  154539  154541  154545  154547  154549  154550  154551  154553  154554  154555  154557  154559  154563  154565  154569  154571  154575  154581  154583  154589  154593  154595  154599  154605  154611  154613  154619  154623  154625  154631  154635  154641  154649  203614 

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