【題目】LiNiO2是一種前景很好的鋰離子電池正極材料。當(dāng)溫度高于850°C時,LiNiO2會分解。請按要求回答下列問題:
(1)LiNiO2中Ni的化合價(jià)為___________,工業(yè)上用Ni(OH)2與LiOH的混合物在空氣流中加熱到700~800°C制得 LiNiO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________,加熱溫度不宜過高的原因是_________,工業(yè)上也可用LiNO3代替上述工藝中的LiOH,存在的缺點(diǎn)可能是_______。
(2)以廢舊二次電池為原料回收利用合成Ni(OH)2的工藝如下:
已知:酸浸后濾液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+;
Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14;
①濾渣Ⅱ?yàn)?/span>___________。
②“氧化除錳”是將錳元素最終轉(zhuǎn)化為MnO2而除去,反應(yīng)歷程如下:
i.5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+;
ii.______________________(用離子方程式表示)。
③轉(zhuǎn)化操作后,還需經(jīng)過過濾、洗滌、烘干得到產(chǎn)品。檢驗(yàn)Ni(OH)2是否洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作是___________。
④調(diào)pH=5操作時,已知溶液中Ni2+濃度為2.0mol/L,則“濾渣II”中是否存在Ni(OH)2沉淀?___________(列式計(jì)算,并使用必要的文字說明)。
【答案】+3 4Ni(OH)2+4LiOH+O24LiNiO2+6H2O 防止溫度高于850℃時LiNiO2分解 產(chǎn)生氮氧化物,污染環(huán)境 Al(OH)3、Fe(OH)3 2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+ 取最后一次洗滌液,先加鹽酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則洗滌干凈 pH=5,濾液中c(OH-)=10-9mol/L,Qc=c2(OH-)·c(Ni2+)=2×10-18<Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14,故無Ni(OH)2沉淀產(chǎn)生。
【解析】
(1)根據(jù)化合物中元素正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和等于0判斷Ni的化合價(jià);根據(jù)反應(yīng)物、生成物結(jié)合電子守恒、原子守恒,書寫反應(yīng)方程式;從溫度過高,物質(zhì)的穩(wěn)定性分析,結(jié)合LiNO3高溫分解產(chǎn)生氮氧化合物的毒性判斷;
(2)廢舊二次電池用硫酸溶解得到的溶液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+,然后向溶液中加入NiO,調(diào)整溶液的pH=5,由于Fe(OH)3、Al(OH)3的溶度積常數(shù)小,這時溶液中含有Al3+、Fe3+形成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀進(jìn)入濾渣II中,然后載向?yàn)V液中加入(NH4)2S2O8氧化溶液中Mn2+變?yōu)?/span>MnO2進(jìn)入濾渣III中,再向溶液中加入NaOH溶液,Ni2+形成Ni(OH)2沉淀。據(jù)此分析解答。
(1)由于化合物中所有元素正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和等于0,Li為+1價(jià),O為-2價(jià),所以LiNiO2中Ni的化合價(jià)為+3價(jià);在工業(yè)上用Ni(OH)2與LiOH的混合物在空氣流中加熱到700~800°C制得 LiNiO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Ni(OH)2+4LiOH+O24LiNiO2+6H2O,加熱溫度不宜過高,是因?yàn)闇囟雀哂?/span>850℃時LiNiO2會發(fā)生分解反應(yīng),工業(yè)上也可用LiNO3代替上述工藝中的LiOH,但也存在一定缺點(diǎn),原因是LiNO3受熱分解會產(chǎn)生氮氧化物,導(dǎo)致污染環(huán)境;
(2)①根據(jù)上述分析可知濾渣II中含有的成分是Al(OH)3、Fe(OH)3;
②“氧化除錳”是將錳元素最終轉(zhuǎn)化為MnO2而除去,反應(yīng)歷程如下:
第一步反應(yīng)是5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+;反應(yīng)產(chǎn)生的MnO4-再將溶液中的Mn2+氧化,最終都變?yōu)?/span>MnO2,所以第二步反應(yīng)用離子方程式表示為2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+;
③Ni(OH)2沉淀是從含Na+、SO42-等的溶液中過濾出來的,因此檢驗(yàn)Ni(OH)2是否洗滌干凈可通過檢驗(yàn)洗滌液中是否含有SO42-檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)操作是取最后一次洗滌液,先加鹽酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則洗滌干凈;
④調(diào)pH=5操作時,c(OH-)===10-9mol/L,已知溶液中Ni2+濃度為2.0mol/L,則c(Ni2+) c2(OH-) =2.0 ×(10-9)2=2.0 ×10-18< Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14,所以 “濾渣II”中不存在Ni(OH)2沉淀。
年級 | 高中課程 | 年級 | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】1mol H2和1mol I2置于恒溫恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I2(g)2HI(g)+9.4kJ,至t1時刻到達(dá)平衡狀態(tài),下列物理量與反應(yīng)時間的關(guān)系不符合事實(shí)的是( )
A | B | C | D |
A. AB. BC. CD. D
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)既是化合反應(yīng),又是氧化還原反應(yīng)的是( 。
A.2CO+O22CO2B.CaO+H2O=Ca(OH)2
C.C+H2OCO+H2D.CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某興趣小組為探究Na2CO3溶液的性質(zhì),需要480mL 0.2molL-1的Na2CO3溶液。溶液的配制過程如圖所示:
(1)指出配制過程中兩處明顯錯誤_______________.
(2)請分析下列情況對所配溶液濃度產(chǎn)生的影響:其中引起所配溶液濃度偏高的有__________(填序號,下同),偏低的有________,無影響的是________。
①用“左物右碼”的方法稱量(使用游碼);②碳酸鈉不純,其中混有氯化鈉;③容量瓶未經(jīng)干燥使用;④稱量碳酸鈉時所用砝碼生銹;⑤移液過程中有少量溶液濺出;
(3)向標(biāo)準(zhǔn)配制的0.2molL-1的Na2CO3溶液50mL中,逐滴加入0.2molL-1的Ba(OH)2溶液50mL。該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____;反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為_____molL-1(忽略溶液體積變化)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0,某研究小組研究了其他條件不變時,改變某一條件對上述反應(yīng)的影響,針對圖像下列分析正確的是
A.圖I研究的是t1時刻升高溫度對反應(yīng)速率的影響
B.圖I研究的是加入合適催化劑對反應(yīng)速率的影響
C.圖II研究的是t1時刻通入氦氣(保持恒容)對反應(yīng)速率的影響
D.圖III研究的是溫度對化學(xué)平衡的影響,且乙的溫度較高
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知A、B、C、D、E、F、G都是周期表中前四周期的元素,它們的核電荷數(shù)依次遞增。其中A是形成化合物種類最多的元素;B原子核外有三個未成對電子;C是元素周期表中電負(fù)性最大的元素,化合物D2F為離子晶體,F(xiàn)原子核外的M層中只有兩對成對電子;E單質(zhì)的晶體類型在同周期的單質(zhì)中沒有相同的;G原子最外層電子數(shù)與D的相同,其余各層均充滿電子。請根據(jù)以上信息,回答下列問題(答題時,A、B、C、D、E、F、G用所對應(yīng)的元素符號表示):
(1)C元素在元素周期表中的位置為____________________。
(2)D的氯化物的熔點(diǎn)比E的氯化物的熔點(diǎn)_____(填“高”或“低”),理由是_______。
(3)F的低價(jià)氧化物分子的立體構(gòu)型是________,AO2的電子式為___________。
(4)A、B、D、E四種元素第一電離能最大的是_____。
(5)G2+能形成配離子[G(BH3)4]2+.寫出該配離子的結(jié)構(gòu)簡式(標(biāo)明配位鍵)_____。
(6)A能與氫、氧二種元素構(gòu)成化合物AH2O,其中A原子的雜化方式為_____,1mol該分子中σ鍵的數(shù)目為_____,該物質(zhì)能溶于水的主要原因是___________________。
(7)G晶體的堆積方式為__________________堆積,配位數(shù)為_________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】《新修本草》中關(guān)于“青礬”的描述:“本來綠色,新出窟未見風(fēng)者,正如琉璃,燒之赤色”!段锢硇∽R》中說:“青礬廠氣熏人,衣服當(dāng)之易爛,栽木不茂”,下列相關(guān)敘述不正確的是
A. 赤色固體可能是Fe2O3
B. 青礬宜密閉保存,防止氧化變質(zhì)
C. 青礬燃燒過程中發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移
D. “青礬廠氣”可能是CO和CO2
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖是甲醛分子的模型,根據(jù)該圖和所學(xué)化學(xué)知識回答下列問題:
(1)甲醛分子中碳原子的雜化方式是__________,作出該判斷的主要理由是__________________________。
(2)下列是對甲醛分子中碳氧鍵的判斷,其中正確的是________(填序號)。
①單鍵 ②雙鍵 ③σ鍵 ④π鍵 ⑤σ鍵和π鍵
(3)甲醛分子中C—H鍵與C—H鍵間的夾角________(填“=”、“>”或“<”)120°,出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是____________________________________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知:[FeCl4(H2O)2]-為黃色,下列實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論不正確的是
① | ② | ③ | ④ |
0.1mol/L Fe2(SO4)3溶液 | 酸化的0.1mol/L Fe2(SO4)3溶液 | 酸化的0.1mol/L Fe2(SO4)3溶液 | 0.1mol/L FeCl3溶液 |
加熱前溶液為淺黃色,加熱后顏色變深 | 加熱前溶液接近無色,加熱后溶液顏色無明顯變化 | 加入NaCl后,溶液立即變?yōu)辄S色,加熱后溶液顏色變深 | 加熱前溶液為黃色,加熱后溶液顏色變深 |
注:加熱為微熱,忽略體積變化。
A. 實(shí)驗(yàn)①中,F(xiàn)e2(SO4)3溶液顯淺黃色原因是Fe3+水解產(chǎn)生了少量Fe(OH)3
B. 實(shí)驗(yàn)②中,酸化對Fe3+水解的影響程度大于溫度的影響
C. 實(shí)驗(yàn)③中,存在可逆反應(yīng): Fe3+ + 4Cl-+ 2H2O [FeCl4(H2O)2]-
D. 實(shí)驗(yàn)④,可證明升高溫度,F(xiàn)e3+水解平衡正向移動
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com