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新型锂电池正极材料锰酸锂(LiMn2O4)有望取代广泛使用的LiCoO2。工业上用某软锰矿(主要成分为MnO2,同时含有少量铁、铝及硅等的氧化物)为原料制备锰酸锂的流程如下:

有关物质的溶度积常数

物质

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Al(OH)3

Mn(OH)2

Ksp

8.0×10-16

4.0×l0-38

4.5×10-33

1.9×l0-13

(1)已知,锂电池放电正极的电极反应为:LiMn2O4+e-+Li+= Li2Mn2O4,则锂电池正极材料锰酸锂中,锰元素的化合价为________。

(2)流程中,FeSO4的作用是_______,MnO的作用是_________,当滤液中的pH为6时,滤液中所含铝离子的浓度为___________。

(3)采用下图装置电解,离子交换膜将电解池分隔为阳极室和阴极室,两室的溶液分别为硫酸钠溶液和制得的硫酸锰溶液,则阴极室中的溶液为________;电解产生的MnO2沉积在电极上,该电极反应式为_________。

(4)若将上述装置中的硫酸钠溶液换为软锰矿的矿浆,并加入适量的硫酸铁及硫酸,可一次性完成软锰矿的浸出反应与电解沉积MnO2反应,电解时,Fe3+先放电生成Fe2+,产生的Fe2+再与矿浆中的 MnO2反应,周而复始,直至矿浆中的MnO2完全浸出。则Fe2+与矿浆中MnO2反应的离子方程式为__________。

(5)写出高温煅烧生成锰酸锂的化学方程式___________。

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源:2017届湖南省、衡阳八中等十三校重点中学高三第一次联考化学试卷(解析版) 题型:选择题

将KSCN、NaHCO3、BaCl2、C6H5OH、NaOH这五种无色溶液鉴别出来的最佳试剂是

A. 浓溴水 B. 硫酸 C. FeCl3溶液 D. 硫酸铝溶液

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科目:高中化学 来源:2017届四川省乐山市高三第二次调查研究考试理科综合化学试卷(解析版) 题型:选择题

下列各组离子在指定条件下可能大量共存的是

A. 不能使酚酞试液变红的无色溶液中:Na+、CO32-、K+、ClO-

B. 能与金属铝反应放出氢气的溶液中:K+、NO3-、Cl-、NH4+

C. 常温下水电离出的c(H+)水·c(OH-)水=10-10的溶液中:Na+、Cl-、S2-、SO32-

D. 无色透明溶液:K+、HCO3-、K+、SO42-、Fe3+

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科目:高中化学 来源:2017届四川省高三上学期第四次月考理科综合化学试卷(解析版) 题型:简答题

雾霾天气是一种大气污染状态,雾霾的源头多种多样,比如汽车尾气、工业排放、建筑扬尘、垃圾焚烧,甚至火山喷发等。

(1)汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂的条件下可净化。

①已知部分化学键的键能如下

分子式/结构式

NO/N≡O

CO/C≡O

CO2/O=C=O

N2/N≡N

化学键

N≡O

C≡O

C=O

N≡N

键能(KJ/mol)

632

1072

750

946

请完成汽车尾气净化中NO(g)和CO(g)发生反应的热化学方程式

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=_________kJ/mol

②若上述反应在恒温、恒容的密闭体系中进行,并在t1时刻达到平衡状态,则下列示意图不符合题意的是_________(填选项序号)。(下图中v正、K、n、P总分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和总压强)

(2)在t1℃下,向体积为10L的恒容密闭容器中通入NO和CO , 测得了不同时间时NO和CO的物质的量如下表:

时间/s

0

1

2

3

4

5

n(NO)/×l0-2mol

10.0

4.50

2.50

1.50

1.00

1.00

n(CO)/×l0-1mol

3.60

3.05

2.85

2.75

2.70

2.70

t1℃时该反应的平衡常数K=__,既能增大反应速率又能使平衡正向移动的措施是_。(写出一种即可)

(3)如图1所示,以N2O4为原料采用电解法可制备新型绿色硝化剂(一种氮氧化物)写出生成这种硝化剂的阳极电极反应式________________________。

图1 图2

(4)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。在氨气足量的情况下,不同c(NO2)/c(NO)、不同温度对脱氮率的影响如图2所示(已知氨气催化还原氮氧化物的正反应为放热反应),请回答温度对脱氮率的影响____________________,给出合理的解释:____________________________________。

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科目:高中化学 来源:2017届四川省高三上学期第四次月考理科综合化学试卷(解析版) 题型:选择题

在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如图所示关系。下列条件关于离子共存说法中正确的是

A. a点对应的无色溶液中能大量存在:Fe3+、Na+、Cl-、SO42-

B. b点对应的溶液中能大量存在:NH4+、Ca2+、AlO2-、I-

C. c点对应的溶液中能大量存在:Na+、Ba2+、Cl-、CO32-

D. d点对应的溶液中能大量存在:Na+、K+、SO32-、Cl-

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科目:高中化学 来源:2017届湖北省黄冈市高三3月质量检测理科综合化学试卷(解析版) 题型:选择题

薄荷醇的结构简式如下图,下列说法正确的是

A. 薄荷醇属于芳香烃的含氧衍生物

B. 薄荷醇分子式为C10H20O,它是环己醇的同系物

C. 薄荷醇环上的一氯取代物只有三种

D. 在一定条件下,薄荷醇能与氢气、溴水反应

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科目:高中化学 来源:2017届湖南省长沙市长望浏宁四县高三3月模拟考试理综化学试卷(解析版) 题型:简答题

碳的化合物与人类生产、生活密切相关。

(1)标准状况下,将11.2LCO2通入100mL 1mol/L的NaOH溶液中,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为___________;用溶液中微粒的浓度符号完成下列等式:

①c(OH-)=2c(H2CO3)+______。

②c(H+)+c(Na+)=_________。

(2)下图是1mol NO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:___________

(3)在一恒温、恒容密闭容器中发生反应:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g),H<0。利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。下列说法正确的是________   (填字母编号)。

A.增加Ni的量可提高CO的转化率,Ni的转化率降低

B.缩小容器容积,平衡右移,H减小

C.反应达到平衡后,充入CO再次达到平衡时,CO的体积分数降低

D.当4v正[Ni(CO)4]=v正(CO)时或容器中混合气体密度不变时,都可说明反应已达化学平衡状态

(4)二甲醚催化重整制氢的反应过程,主要包括以下几个反应(以下数据为25℃、1.01×105Pa测定):

①CH3OCH3(g)+H2O(l)2CH3OH(l)  △H=+24.52kJ/mol

②CH3OH(l)+H2O(l)CO2(g)+3H2(g)  △H=+49.01kJ/mol

③CO(g)+H2O(l)CO2(g)+H2(g)  △H=-41.17kJ/mol

④CH3OH(l)CO(g)+2H2(g)  △H=+90.1kJ/mol

工业生产中测得不同温度下各组分体积分数及二甲醚转化率的关系如下图所示,

  

①你认为反应控制的最佳温度应为___________。

A.300~350℃    B.350~400℃    C.400~450℃    D.450~500℃

②在温度达到400℃以后,二甲醚与CO2以几乎相同的变化趋势明显降低,而CO、H2体积分数也以几乎相同的变化趋势升高,分析可能的原因是___________(用相应的化学方程式表示)。

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科目:高中化学 来源:2016-2017学年安徽省高一下学期第一次月考化学试卷(解析版) 题型:选择题

现有MgCl2、AlCl3、CuCl2、FeCl3、NH4Cl五种溶液,只用一种试剂就能够将它们区别开,这种试剂是( )

A. 氨水 B. AgNO3 C. NaCl D. 浓NaOH

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科目:高中化学 来源:2017届江西省南昌市高三第一次模拟考试理综化学试卷(解析版) 题型:简答题

水合碱式碳酸镁[4MgC03·Mg(OH)2·4H2O〕,又称轻质碳酸镁。常利用菱镁矿(质量含量为碳酸镁90% ,碳酸钙10%〕碳化法制取:

(1)根据下列表格数据,选择消化反应的最佳温度_____;理由是__________。

(2)碳化反应可生成Mg(HCO3)2,生成Mg(HCO3)2的化学方程式为_______。

(3)流程图中______和_____可以为碳化反应提供二氧化碳源。

(4)有工艺设计利用卤水碳化法制取轻质碳酸镁:

①卤水中含有Fe2+和Mn2+,当其浓度小于1×10-5时,可以认为完全除去。常温时当调节溶液pH为9.5时,此时Mn2+小于_____mol/L,不会沉淀出来。

②如果把Fe2+转化为Fe3+,从环境角度选择最合适的氧化剂为______。

A. Ca(C10)2 B. Cl2 C. H202 D. HNO3

③下列方案中,较好的为_______,理由是___________。

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