正极材料为的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。
(1)橄榄石型是一种潜在的锂离子电池正极材料,它可以通过
、
与
溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。
①共沉淀反应投料时,不将和
溶液直接混合的原因是 。
②共沉淀反应的化学方程式为 。
③高温成型前,常向中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后的
的导电性能外,还能 。
(2)废旧锂离子电池的正极材料试样(主要含有及少量AI、Fe等)可通过下列实验方法回收钴、锂。
① 在上述溶解过程中,被氧化成
,
在溶解过程中反应的化学方程式为 。
② 在空气中加热时,固体残留率随温度的变化,如下图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水,则1000℃时,剩余固体的成分为 。(填化学式);在350~400℃范围内,剩余固体的成分为 。(填化学式)。
同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速度较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”来研究。已知:
①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s);Δ H=-2983.2 KJ·mol-1
②P(s、红磷)+O2(g)=
P4O10(s);Δ H=-738.5KJ·mol-1
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式
(7分)CO可用于合成甲醇,一定温度下,向体积为2L的密闭容器中加入CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),达平衡后测得各组分浓度如下:
物质 |
CO |
H2 |
CH3OH |
浓度(mol•L-1) |
0.9 |
1.0 |
0.6 |
①混合气体的平均相对分子质量__________________________。
②列式并计算平衡常数K=__________________________。
③若将容器体积压缩为1L,不经计算,预测新平衡中c(H2)的取值范围是__________。
④若保持体积不变,再充入0.6molCO和0.4molCH3OH,此时v正___v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(10分) )氮元素有着多变价态和种类繁多的化合物,因在生产、生活中发挥着重要的作用。完成下列问题:
(1)在一密闭容器中,进行如下化学反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如下表:
T |
298 K |
398 K |
498 K |
… |
K |
4.1×106 |
K1 |
K2 |
… |
①比较K1、K2的大小:K1______K2(填“>”、“=”或“<”)。
②若保持容器的容积不变,则该反应达到化学平衡状态的依据是________(填序号)。
A.2v(H2)正=3v(NH3)逆B.v(N2)正=3v(H2)逆
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
③若维持容器的压强不变,达到平衡状态后再向容器中通入一定量的N2,此时逆反应速率______(填“增大”、“减小”或“不变”);平衡常数_____。(填“增大”、“减小”或“不变”)
④已知AgCl可溶于氨水中,而AgBr不溶于氨水中,则Ksp(AgCl)____ Ksp(AgBr) (填“>”、“=”或“<”)。
( 2 )肼是氮元素的另一种氢化物,分子式为N2H4。
①298 K时,1.00 g N2H4(l)与足量的N2O4(l)完全反应生成氮气和水,放出19.15 kJ的热量。写该反应的热化学方程式_____________________________________。
②肼也可以在纯氧中燃烧生成氮气和水,为了充分利用其能量有人设计了原电池装置,电极材料是多孔石墨电极,电解质为能够传导H+的固体电解质,请写出负极反应式____________________。
(1)纯水中c(H+)=5.0×10-7mol/L,则此时纯水中的c(OH-)=;
若温度不变,滴入稀硫酸使c(H+)=5.0×10-3mol/L,则c(OH-)=。
(2)在CH3COONa的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是。
(3)明矾的水溶液显酸性,其原因是(用离子方程式表示)。
(4)在25℃、101kPa下,0.5mol的甲醇(CH3OH)完全燃烧生成CO2和液态水时放出352kJ的热量,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为。
(5)1L 1 mol·L-1 H2SO4溶液与2L 1 mol·L-1 NaOH溶液完全反应,放出114.6kJ热量,则表示中和热的热化学方程式为。
(6)已知:①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7 kJ/mol ;
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-534 kJ/mol
则N2H4与NO2与完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式为。
(6分)用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答 下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值(填“偏大、偏小、
无影响”)
(4)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量(填“相等、不相等”);所求中和热_______(填“相等、不相等”)。
(5)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会;(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。