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【题目】镍钴锰酸锂电池是一种高功率动力电池。采用废旧锂离子电池回收工艺制备镍钴锰酸锂三元正极材料(铝电极表面涂有LiNi1xyCoxMnyO2)的工艺流程如图所示:

回答下列问题

1)废旧锂离子电池拆解前进行放电处理有利于锂在正极的回收,其原因是_______

2)能够提高碱浸效率的方法有______(至少写两种)

3碱浸过程中,铝溶解的离子方程式为_____

4)实验室模拟碱浸后过滤的操作,需用到的玻璃仪器有_____;过滤后需洗涤,简述洗涤的操作过程:_____

5LiCoO2参与还原反应的离子方程式为_______

6)溶液温度和浸渍时间对钴的浸出率影响如图所示:

则浸出过程的最佳条件是______

7)已知溶液中Co2+的浓度为1.0mol·L1,缓慢通入氨气,使其产生Co(OH)2沉淀,则Co2+沉淀完全时溶液的最小pH______(已知:离子沉淀完全时c(Co2+)≤1.0×105mol·L1Ksp[Co(OH)2]=4.0×10151g2=0.3,溶液体积变化忽略不计)

8)写出高温烧结固相合成过程的化学方程式:_______

【答案】放电有利于Li+向正极移动并进入正极材料 粉碎、适当增大NaOH的浓度、适当升高温度等 2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2 漏斗、烧杯、玻璃棒 沿玻璃棒向过滤器中加水至浸没沉淀,待水滤出后重复操作2~3 2LiCoO2+6H++H2O2=2Li++2Co2++4H2O+O2 75℃30 min 9.3 (4-4x-4y)Ni(OH)2+4xCo(OH)2+4yMn(OH)2+2Li2CO3+O24LiNi1-x-yCoxMnyO2+2CO2+4H2O

【解析】

1)“放电处理”有利于锂在正极的回收,Li+从负极中脱出,经由电解质向正极移动;

2)提高浸出率的方法有粉碎、适当增大NaOH的浓度、适当升高温度等;

3碱浸过程中,铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气;

4)过滤需用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒;洗涤沉淀的操作为:沿玻璃棒向过滤器中加水至浸没沉淀,待水滤出后重复操作2~3次;

5LiCoO2Li元素为+1价,O元素为-2价,故Co元素化合价为+3价,LiCoO2为难溶物,H2SO4为电解质,H2O2还原LiCoO2+3Co元素,由此写出反应的离子方程式;

6)由图可知,在75℃,30 min条件下钴的浸出率最高;

7)根据溶度积常数及水的离子积,逐步推理得出答案;

8Ni2+Co2+Mn2+NH3H2O反应生成Ni(OH)2Co(OH)2Mn(OH)2Li2CO3,并高温烧结固相合成,根据原子守恒可得到化学方程式。

1)放电时,负极上生成锂离子,锂离子向正极移动并进入正极材料中,所以“放电处理”有利于锂在正极的回收,

故答案为:放电有利于Li+向正极移动并进入正极材料;

2)提高浸出率的方法有粉碎、适当增大NaOH的浓度、适当升高温度等,

故答案为:粉碎、适当增大NaOH的浓度、适当升高温度等;

3碱浸过程中,铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,离子方程式为2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2

故答案为:2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2

4)过滤需用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒;洗涤沉淀在过滤器中进行,其操作为:沿玻璃棒向过滤器中加水至浸没沉淀,待水滤出后重复操作2~3次;

故答案为:漏斗、烧杯、玻璃棒;沿玻璃棒向过滤器中加水至浸没沉淀,待水滤出后重复操作2~3次;

5LiCoO2Li元素为+1价,O元素为-2价,故Co元素化合价为+3价,LiCoO2为难溶物,H2SO4为电解质,H2O2还原LiCoO2+3Co元素,反应的离子方程式为2LiCoO2+6H++H2O2=2Li++2Co2++4H2O+O2

故答案为:2LiCoO2+6H++H2O2=2Li++2Co2++4H2O+O2

6)由图可知,在75℃,30 min条件下钴的浸出率最高,

故答案为:75℃,30 min

7Ksp[Co(OH)2]=4.0×1015,沉淀完全时c(OH-)===2×10-5mol/Lc(H+)===5×10-10mol/LpH=-lgc(H+)=-lg5×10-10=9.3

故答案为:9.3

8Ni2+Co2+Mn2+NHspan>3H2O反应生成Ni(OH)2Co(OH)2Mn(OH)2Li2CO3,并高温烧结固相合成,根据原子守恒可得到化学方程式为(4-4x-4y)Ni(OH)2+4xCo(OH)2+4yMn(OH)2+2Li2CO3+O24LiNi1-x-yCoxMnyO2+2CO2+4H2O

故答案为:(4-4x-4y)Ni(OH)2+4xCo(OH)2+4yMn(OH)2+2Li2CO3+O24LiNi1-x-yCoxMnyO2+2CO2+4H2O

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【题目】游离态氮称为惰性氮,游离态氮转化为化合态氮称之为氮的活化,在氮的循环系统中,氮的过量活化,则活化氮开始向大气和水体过量迁移,氮的循环平衡被打破,导致全球环境问题。

Ⅰ. 氮的活化

工业合成氨是氮的活化重要途径之一,在一定条件下,将N2 H2 通入到体积为0.5L的恒容容器中,反应过程中各物质的物质的量变化如图所示:

(1)10min内用NH3表示该反应的平均速率,v(NH3)=____________

(2)在第10min和第25min改变的条件可能分别是_________________(填字母)。

A.加了催化剂 B. 升高温度 C. 增加NH3的物质的量

D.压缩体积 E.分离出氨气

(3)下列说法能说明该可逆反应达到平衡状态的是__________(填字母)。

A. 容器中气体密度不变 B. 容器中压强不变

C. 3v(H2)=2v(NH3) D. N2、H2、NH3分子数之比为1∶3∶2

.催化转化为惰性氮 已知:SO2、CO、NH3等都可以催化还原氮氧化物生成惰性氮。

(4)250C、101KPa时,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H1= -92.4kJ/mol.

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H2= -571.6 kJ/mol

N2(g)+O2(g)=2NO(g) H3= +180kJ/mol

NONH3反应生成惰性氮的热化学方程式______________________________

(5)在有氧条件下,新型催化剂M能催化CONOx反应生成N2现向某密闭容器中充入等物质的量浓度的NO2CO气体,维持恒温恒容,在催化剂作用下发生反应:

4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) H<0,相关数据如下:

0min

5min

10min

15min

20min

c(NO2) /mol·L-1

2.0

1.7

1.56

1.5

1.5

c(N2) /mol·L-1

0

0.15

0.22

0.25

0.25

计算此温度下的化学平衡常数K=______

实验室模拟电解法吸收NOx装置如图,(图中电极均为石墨电极)。若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验(a<b),电解时NO2发生反应的电极反应式:_________________________________

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【题目】298K,0.1mol·L-1的两种钠盐NaXNaY溶液加水稀释,溶液的pH 与稀释倍数的对数的关系如图所示.下列说法不正确的是

A. 酸性:HYHX

B. 298K,K(HX)/ K(HY) 1/100

C. 2,c(HX)c(X )c(HY)c(Y )

D. 相同浓度时,NaXNaY两溶液中离子总浓度相等

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2单质硼(B)在一定条件下与NaOH溶液反应生成NaBO2和一种气体,请写出该反应的化学方程式________________

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A. 194 B. 391 C. 516 D. 658

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B. 离子交换膜d为阴离子交换膜

C. 丙为硫酸溶液,丁为氢氧化钠溶液

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B. 该分子中所有碳原子在同一平面内

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C. c点表示酸HA(aq)和NaOH(aq)溶液恰好完全反应

D. d点溶液加水稀释后c(H+)/c(HA)的值会增大

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