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题目
题型:潮州二模难度:来源:
2006年世界锂离子电池总产量超过25亿只,锂电池消耗量巨大,对不可再生的金属资源的消耗是相当大的,回收利用锂资源成为重要课题.某研究小组对某废旧锂离子电池正极材料(图中简称废料,成份为LiMn2O4、石墨粉和铝箔)进行回收研究,工艺流程如下:
已知:Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g.

魔方格

(1)废料在用NaOH溶液浸取之前需要进行粉碎操作,其目的是______.
(2)废旧电池可能由于放电不完全而残留有锂单质,为了安全对拆解环境的要求______.
(3)写出反应④生成沉淀X的离子方程式:______.
(4)己知LiMn2O4中Mn的化合价为+3和+4价,写出反应②的化学反应方程式:______.
(5)生成Li2CO3的化学反应方程式为______.已知Li2CO3在水中的溶解度随着温度升高而减小,最后一步过滤时应______.
答案
第一步就是铝溶解在氢氧化钠溶液中(注意LiMn2O4不溶于水)生成四羟基合铝酸钠,即滤液的主要成分,第二步就是四羟基合铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠的过程,第三步是LiMn2O4在酸性环境下能被空气中的氧气氧化发生的氧化还原反应,得到的滤液中有生成的硫酸锂,可能有过量的硫酸,最后一步加入碳酸钠之后所得的滤液主要成分为硫酸钠;
(1)粉碎废料,能增大废料与氢氧化钠溶液的接触面积,加快反应速率,故答案为:增大接触面积,加快反应速率.
(2)金属锂性质活泼,易与氧气、水发生反应,故答案为:隔绝空气和水分;
(3)四羟基合铝酸钠与过量二氧化碳反应得产物是Al(OH)3沉淀和碳酸氢钠,所以离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
故答案为:CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
(4)在酸性环境下,LiMn2O4能被空气中的氧气氧化,生成二氧化锰、硫酸锂和水,所以化学方程式为:4LiMn2O4+2H2SO4+O2=8MnO2+2Li2SO4+2H2O,
故答案为:4LiMn2O4+2H2SO4+O2=8MnO2+2Li2SO4+2H2O;
(5)硫酸锂和碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸锂沉淀,化学反应方程式为:Li2SO4+Na2CO3=Na2SO4+Li2CO3↓;Li2CO3在水中的溶解度随着温度升高而减小,最后一步过滤时应趁热过滤,
故答案为:Li2SO4+Na2CO3=Na2SO4+Li2CO3↓;趁热过滤.
核心考点
试题【2006年世界锂离子电池总产量超过25亿只,锂电池消耗量巨大,对不可再生的金属资源的消耗是相当大的,回收利用锂资源成为重要课题.某研究小组对某废旧锂离子电池正极】;主要考察你对物质组成与性质实验方案的设计等知识点的理解。[详细]
举一反三
绿矾(FeSO4•7H2O)是重要的化学化工试剂,工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑为原料制备.请回答下列问题:
(1)右图锥形瓶中的反应物是铁屑和28%的硫酸,反应前常用98%的硫酸配制500g 28%的硫酸,要算出所需98%的硫酸的体积,还要知道的数据是______.
(2)在制备硫酸亚铁的过程中,理论上控制铁过量或酸过量均有利于防止Fe2+被氧化.设计两个实验:实验一,控制酸过量;实验二,控制铁过量;其余步骤同,制得硫酸亚铁,并对产品质量进行检测.检测结果如下:
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序号反应物用量产品质量
1n(H2SO4):n(Fe)>1:1介于Ⅰ级~Ⅱ级之间
2n(H2SO4):n(Fe)<1:1优于Ⅰ级
根据硫化氢气体的实验室制法和性质完成下列填空.
(1)若用启普发生器制取硫化氢气体,则制取气体的原料可选用______.
a.稀硫酸与硫化亚铁         b.稀硝酸与硫化亚铁
c.稀硫酸与硫化钠           d.稀盐酸与硫化亚铁
(2)现要组装一套可以控制硫化氢气体产生速率的装置,请在图1中选择合适的仪器:______(填编号).

魔方格

(3)如图2,在一个充满氧气的集气瓶中加入少量品红稀溶液,点燃硫化氢气体.在火焰自动熄灭后,停止通入气体,瓶内可观察到的现象是______.
(4)在上述集气瓶中继续通入硫化氢气体,振荡,发生反应的化学方程式为:______反应过程中,溶液的pH______(填“变大”、“变小”或“不变”).
(5)点燃不纯的硫化氢气体可能会发生爆炸,为了防止意外,可连接一个安全装置.图3的装置能起到此作用的是______.
(6)已知硫化氢气体在空气中的体积分数为4.3%-45.5%时会发生爆炸.当硫化氢气体在空气中的体积分数为30%时,其爆炸产物是______.
过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)是一种新型高效固体漂白***菌剂,它具有无臭、无毒、无污染的特点,被大量应用于洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域中,依托纯碱厂制备过碳酸钠可降低生产成本,其生产流程如下.

魔方格

试回答下列问题:
(1)过碳酸钠溶于水后所得溶液一定显______(“酸性”、“碱性”或“中性”).
(2)操作①需要的玻璃仪器有______(填写仪器名称).
(3)工业纯碱中常含有少量NaCl,某校化学课外活动小组设计如图所示装置,测定工业纯碱中Na2CO3的含量.

魔方格

①要检验工业纯碱中杂质的存在,最好选用下列试剂中的______(选填序号).
A.氢氧化钡溶液     B.稀硝酸    C.硫氰化钾溶液    D.硝酸银溶液
②检验装置B气密性的方法是:塞紧带长颈漏斗的三孔橡胶塞,夹紧弹簧夹后,从漏斗注入一定量的水,使漏斗内的水面高于瓶内的水面,停止加水后,若______,说明装置不漏气.
③装置A的作用是______.装置C中的试剂为______.
④某同学认为在D装置后应再连接E装置(装有适当试剂),你认为是否必要?______(选填“必要”或“不必要”),判断的理由是______.
水蒸气通过灼热的焦炭后,流出气体的主要成分是CO和H2,还有CO2和水蒸气等.请用下图中提供的仪器,选择必要的试剂,设计一个实验,证明上述混合气中有CO和H2.(加热装置和导管等在图中略去)
魔方格

回答下列问题:
(1)盛浓H2SO4的装置用途是______,盛NaOH溶液的装置用途是______.
(2)仪器B中需加入试剂的名称(或化学式)是:______,所发生反应的化学方程式是:______.
(3)仪器C中需加入试剂的名称(或化学式)是:______,其目的是______.
(4)按气流方向连接各仪器,用字母表示接口的连接顺序:______.
(5)能证明混合气中含有CO的实验依据是______.
(6)能证明混合气中含有H2的实验依据是______.
工业上利用硫酸渣(含Fe2-、Fe3-的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH42SO4,具体生产流程如图:

魔方格

回答下列问题:
(1)在废渣溶解操作时,应选用______溶解(填编号).
A.硫酸  B.盐酸  C.氢氧化化钠  D.氨水
(2)物质A是一种氧化剂,工业上最好选用______(供选择使用的有:H2O2、空气、Cl2、MnO2等),其理由是______.
(3)根据下图有关数据,你认为工业上氧化操作时应采取的措施是______.

魔方格

(4)往铵黄铁矾(化学式为:(NH42Fe6SO44(OH)12)溶液中加入溶液B至pH为5时产生沉淀,请写出产生沉淀的离子方程式:______.
(5)若对硫酸渣加强热也可粗制铁红,但产品纯度低而档次低,请写出硫酸渣中硫酸亚铁加强热制备铁红的化学方程式:

魔方格