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题文

锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe- = LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。

回答下列问题:
(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为          
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式                     
(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式                   ;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是                     
(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式                      
(5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式                                                         
(6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是       。在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有                (填化学式)。

科目 化学   题型 实验题   难度 中等
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现用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓H2SO4来配制500 mL、0.2 mol·L-1的稀H2SO4。可供选择的仪器有:①玻璃棒 ②烧瓶 ③烧杯 ④胶头滴管 ⑤量筒 ⑥容量瓶 ⑦托盘天平 ⑧药匙。请回答下列问题:
(1)上述仪器中,在配制稀H2SO4时用不到的有(填代号)。
(2)经计算,需浓H2SO4的体积为。现有①10 mL ②50 mL ③100 mL三种规格的量筒,你选用的量筒是。(填序号)
(3)将浓H2SO4加适量蒸馏水稀释后,冷却片刻,随后全部转移到mL的容量瓶中,转移时应用玻璃棒。转移完毕,用少量蒸馏水洗涤2~3次,并将洗涤液全部转移到容量瓶中,再加适量蒸馏水,振荡容量瓶,使溶液混合均匀。然后缓缓地把蒸馏水注入容量瓶直到液面接近刻度处。改用滴加蒸馏水到瓶颈刻度的地方。振荡摇匀后,装瓶贴签。
(4)在配制过程中,其他操作都准确,下列操作中错误的是(填序号,以下同),能引起误差偏高的有
①洗涤量取浓H2SO4后的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中
②未等稀释后的H2SO4溶液冷却至室温就转移到容量瓶中
③将浓H2SO4直接倒入烧杯,再向烧杯中注入蒸馏水来稀释浓H2SO4
④定容时,加蒸馏水超过标线,又用胶头滴管吸出
⑤转移前,容量瓶中含有少量蒸馏水
⑥定容摇匀后,发现液面低于标线,又用胶头滴管加蒸馏水至标线
⑦定容时,俯视标线

甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)

实验操作和现象:

操作
现象
关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热
A中有白雾生成,铜片表面产生气泡
B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀
C中产生白色沉淀,液面上放略显浅棕色并逐渐消失
打开弹簧夹,通入N2,停止加热,一段时间后关闭
___________________
从B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸
未发现白色沉淀溶解

(1)A 中反应的化学方程式是_________________。
(2)C中白色沉淀是__________________,该沉淀的生成表明SO2具有___________性。
(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_____________________。
(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气中成分共同作用,乙认为是只有白雾参与反应。
①为证实各自的观点,在原实验基础上:甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是_____________;
乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是_____________。
②进行实验,B中现象:


大量白色沉淀

少量白色沉淀

检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因:_____。
(5)合并(4)中两同学的方案进行试验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是_____________。

为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动:
【探究一】
(1)常温下,工业上用铁质容器盛放冷的浓硫酸,其原因是
(2)称取碳素钢6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选(选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水b.铁粉和KSCN溶液 c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取560mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:
SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为
【探究二】
根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体,其中Q1气体,在标准状况下,密度为0.0893g·L-1。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略,假设有关气体完全反应)。

(3)装置B中试剂的作用是
(4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的(用化学方程式表示)。
(5)为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M于(选填序号)。
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有Q1,预计实验现象应是

某同学用下面装置实现铜与浓、稀硝酸反应,过程如下:
I.取一段铜丝,用稀硫酸除去铜锈[主要成分是Cu2(OH)2CO3]。
Ⅱ.将洗涤后的铜丝做成匝数较多的螺旋状。
Ⅲ.按下图所示连接仪器、检查气密性、装入化学试剂。

(1)过程I发生反应的离子方程式是______________________。
(2)过程Ⅱ将铜丝做成螺旋状的目的是______________________。
(3)过程Ⅲ的后续操作如下:
①为使浓硝酸与铜丝接触.操作是______________________。当红棕色气体较多时,轻抽注射器使反应停止,关闭a,取下注射器。
②换入另一注射器后,打开b和分液漏斗活塞,玻璃管充满稀硝酸时,关闭b打开a,可见无色气体产生。稀硝酸充满玻璃管的实验目的是______________________。
(4)已知:NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O;2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,NO和NO2的混合气体的组成可表示为NOx。将该混合气体通人NaOH溶液被完全吸收时,x的取值范围应为______________。

某氯化铁样品含有少量FeCl2杂质。现要测定其中铁元素的质量分数,实验按以下步骤进行:

请根据上面流程,回答以下问题:
(1)操作Ⅰ所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还必须有________、________(填仪器名称),操作Ⅱ必须用到的仪器是________(填编号)。

A.50 mL烧杯 B.50 mL量筒 C.100 mL量筒 D.25 mL滴定管

(2)请写出加入溴水发生的离子反应方程式________________________,加入氨水要过量的原因是___________________________。
(3)检验沉淀是否已经洗涤干净的操作是_____________________________
__________________________________________________________。
(4)若蒸发皿质量是W1 g,蒸发皿与加热后固体总质量是W2 g,则样品中铁元素的质量分数是______________ (列出原始计算式,不需化简);若称量准确,最终测量的结果偏大,则造成误差的原因可能是___________________________
________________________________。(写出一种原因即可)。

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