工业上回收利用某合金废料(主要含Fe、Cu、Al、Co、Li等,已知Co、Fe都是中等活泼金属)的工艺流程如下:
已知:Ksp[Cu(OH)2]=4.0×10-21,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-19。pH=7.3时Li+或Co3+开始沉淀。
(1)金属M为 。
(2)①加入H2O2的作用是(用离子方程式表示) 。
②氨水的作用是调节溶液的pH,室温下,使溶液中杂质离子刚好沉淀完全而全部除去(浓度小于1.0×10-5mol·L-1) 。需调节溶液pH范围为 。
(3)充分焙烧的化学方程式为 。
(4)已知Li2CO3微溶于水,其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。操作2中,蒸发浓缩后必须趁热过滤,其原因是 。
温度/℃ |
10 |
30 |
60 |
90 |
浓度/mol・L-1 |
0.21 |
0.17 |
0.14 |
0.10 |
(5)用惰性电极电解熔融Li2CO3制取锂,阳极生成两种气体,则阳极的电极反应式为 。
(6)①用Li、Co形成某锂离子电池的正极是LiCoO2,含Li+导电固体为电解质。充电时,Li+还原为Li,并以原子形式嵌入电池负极材料碳-6(C6)中(如图a)。电池反应为LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2,
写出该电池放电时的负极反应式___________________________。
②锂硫电池的总反应为:2Li+SLi2S,图b表示用锂离子电池给锂硫电池充电,请在图b的电极( )中填写“Li”或“S”,以达到给锂硫电池充电的目的。
海洋是巨大的化学资源宝库。下面是海水化学资源综合利用的部分流程图:
回答:
(1)由海水晒制的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,为了除去这些离子,需要依次加入稍过量的NaOH、BaCl2、____(填试剂化学式),然后____(填操作名称)。在溶液中再加适量 (填试剂),加热蒸干溶液即得到精盐。
(2)某同学在实验室模拟氯碱工业的生产原理电解饱和食盐水。用玻璃棒蘸浓氨水检验阳极产生的气体,发现产生大量白烟。阳极生成的气体是 ,白烟的主要成分是 。
(3)制取MgCl2的过程中涉及反应:MgCl2·6H2OMgCl2 + 6H2O,该反应要在HCl气流中进行,原因是 。
(4)苦卤中通入Cl2置换出Br2,吹出后用SO2吸收转化为Br-,反复多次,以达到富集溴的目的。由海水提溴过程中的反应可得出Cl-、SO2、Br-还原性由强到弱的顺序是 。
(5)工业上也可以用Na2CO3溶液吸收吹出的Br2,生成溴化钠和溴酸钠,同时有CO2放出。最后再用H2SO4处理得到Br2,最后一步反应的离子方程式是__________ 。
(10分) A、B、C、X均为中学常见的物质,一定条件下它们的转化关系如下(副产物已略去).
A B
C
试回答:
(1)若X为O2,则A不可能是 (填选项).
a.Sib.NH3c.Mgd.S
(2)若A、B、C的水溶液均显碱性,焰色反应均为黄色,X为CO2,用离子方程式解释B溶液显碱性的原因 ,举出C的一种用途 .
(3)若A是一种黄绿色气体单质,X是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,反应①属于置换反应,写出反应①的化学方程式 ,C的水溶液中各离子浓度由大到小顺序为 .
高纯度锰酸锂(LiMn2O4)是锂电池重要的正极材料。
(1)工业上有一种制取高纯度锰酸锂的方法如下:
①由硫酸锰与K2S2O8溶液常温下混合一周,慢慢得到球形二氧化锰(MnO2)。请写出发生的化学反应方程式:________。
②过滤、干燥得到球形二氧化锰,再与氢氧化锂750 ℃共热5 h,得到锰酸锂。请写出发生的化学反应方程式:_________。
(2)氢氧化锂容易与二氧化碳反应,工业上常用碳酸锂代替。
把分析纯碳酸锂与球形二氧化锰两种粉末,按物质的量1:4混合均匀加热。
①升温到515 ℃时,开始有CO2产生,同时生成固体A,比预计碳酸锂的分解温度(723 ℃)低得多。原因是________。
②升温到566 ℃时,产生另一种气体X,X恰好与CO2物质的量相等,同时得到固体B。请写出发生的化学反应方程式:_________。
③升温到720 ℃时,A、B反应,固体质量逐渐增加,当质量不再增加时,得到高纯度的锰酸锂。请写出发生的化学反应方程式:_________。
用霞石岩(主要成分为Na2O、K2O、Al2O3、SiO2)制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下:已知:NaHCO3溶液的pH约为8~9,Na2CO3溶液的pH约为11~12。
溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类,钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中。部分物质的溶解度如上图,根据题意回答下列问题:
(1)固体M的化学式是________,X物质是________。
(2)实验室进行煅烧操作时盛放固体物质的实验仪器是________,滤液W中主要含有的离子有________。
(3)碳酸化Ⅰ中发生主要反应的离子方程式是____________。
(4)操作Ⅰ是________(填写名称),操作Ⅱ是________(选填编号)。
a.趁热过滤 b.冷却过滤 c.蒸馏d.灼烧
(5)碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是______,产品K2CO3中最可能含有的杂质是__________(写化学式)。
已知硫酸、氨水的密度与所加水量的关系如图所示,现有硫酸与氨水各一份,请根据表中信息,回答下列问题:
溶质的物质的量浓度/mol·L-1 |
溶液的密度/g·cm-3 |
|
硫酸 |
c1 |
ρ1 |
氨水 |
c2 |
ρ2 |
(1)配制480 mL 1 mol·L-1的硫酸溶液用到的基本实验仪器除玻璃棒、烧杯外,还有________。
(2)质量分数为w1的硫酸与水等体积混合,所得溶液的质量分数______ w1/2(填“大于”“小于”或“等于”,下同)。
(3)物质的量浓度为c2 mol·L-1的氨水与c2 mol·L-1的氨水等质量混合,所得溶液的密度____ρ2 g·cm-3,所得溶液的物质的量浓度______
c2mol·L-1(混合后溶液的体积变化忽略不计)。
(4)将不纯的NaOH样品1g(样品含少量Na2CO3和水),放入50 mL 1 mol/L的硫酸中,充分反应后,溶液呈酸性,中和多余的酸又用去40 mL 1 mol/L的NaOH溶液。蒸发中和后的溶液,最终得到多少克固体?