- 化学基本概念和基本理论
- 共1765题
正极材料为的锂离子电池被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。
(1)橄榄石型是一种潜在的锂离子电池正极材料,它可以通过
、
与
溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而值得。
①共沉淀反应投料时,不将和
溶液直接混合的原因是 。
②共沉淀反应的化学方程式为 。
③高温成型前,常向中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后的
的导电性能外,还能 。
(2)废旧锂离子电池的之极材料试样(主要含有及少量AI、Fe等)可通过下列实验方法回收钴、锂。
① 在上述溶解过程中,,
在溶解过程中反应的化学方程式为 。
② 在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如右图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水,则1000℃时,剩余故土成分为 。(填化学式);在350~400℃范围内,剩余故土成分为 。(填化学式)。[
正确答案
(1)①Fe2+ 在碱性条件下更易被氧化(凡合理答案均可)
②(NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4=LiFePO4↓+2NH4HSO4+H2O
③与空气中O2反应,防止LiFePO4中Fe2+ 被氧化(凡合理答案均可)
(2)①8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O
②CoO Co2O3、Co3O4
解析
略
知识点
氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:
(1)氮元素原子的L层电子数为 ;
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为 ;
(3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知:①N2(g)+2O2(g)= N2H4 (1) △H1= -19.5kJ·mol-1
②N2H4 (1) + O2(g)= N2(g) + 2 H2O(g) △H2= -534.2kJ·mol-1
写出肼和N2H4 反应的热化学方程式 ;
(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为 。
正确答案
(1)5
(2)2NH3+NaClO==N2H4+NaCl+H2O
(3)2N2H4 (1)+N2O4(1)==3N2(g)+4H2O(g) △H2= -1048.9kJ·mol-1
(4)
解析
(1)N原子的原子结构示意图为:,故其L层上有5个电子;
(2)NH3+NaClO——N2H4,根据元素守恒还应生成NaCl和H2O,观察法可配平方程式为 2NH3+NaClO==N2H4+NaCl+H2O;
(3)肼与N2O4反应生成N2和水蒸气:2N2H4 +N2O4==3N2+4H2O,观察已知的两个热方程式可知,②×2-①得:2N2H4 (1)+N2O4(1)==3N2(g)+4H2O(g) △H2= -1048.9kJ·mol-1
(4)“肼一空气燃料电池是一种碱性电池”中O2在正极反应,故负极是肼发生反应:
。
知识点
美国普度大学研究开发出一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺(如图所示)。
下列有关该工艺的说法错误的是 ( )
正确答案
解析
略
知识点
某种电池的正极材料,可通过下列方法制得:
①称取一定量的固体铁氧体磁性材料溶于过量盐酸,接着先后加入双氧水和氢氧化钠溶液,静
置24 h,过滤
②将沉淀加入反应瓶中,加入过量的氢氟酸溶液,80'c恒温加热24 ha
③蒸发多余氢氟酸和水,得淡红色FeF3凝胶
④在干燥箱中,以1000C预处理6 h,最后掺入铁氧体磁性材料混合研磨制得正极材料
(1)加入双氧水的作用是___(用离子方程式表示)
(2)步骤②的反应瓶材质可能是___(填序号)
A.玻璃 B.陶瓷 C.聚四氟乙烯
(3)加氢氟酸反生反应的化学方程式为____
(4)从安全的角度考虑,在实验室里制三氟化铁时应在____中进行
(5)三氟化铁与Li在固体电解质铁氧体中发生置换反应,产生的电流可供电脑使用,该电池反
应的化学方程式为____
(6)取上述铁氧体样品溶于足量盐酸,在通入标准状况下672 mL C12, Fe2+恰好被完全氧化成
Fe3十,然后把溶液蒸干,灼烧至恒重得9.6 g固体,则该铁氧体的化学式为____。
正确答案
(1)
(2)C(2分)
(3)
(4)
(5)
(6)
解析
略
知识点
8.某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时,产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀,从而起到保护作用。
(1)NaN3是气体发生剂,受热分解产生N2和Na,N2的电子式为( )
(2)Fe2O3是主氧化剂,与Na反应生成的还原产物为( )(已知该反应为置换反应).
(3)KClO4是助氧化剂,反应过程中与Na作用生成KCl和Na2O,KClO4含有化学键的类型为 ( ),K的原子结构示意图为( )。
(4)NaHCO3是冷却剂,吸收产气过程中释放的热量而发生分解,其化学方程式为( )。
(5)100g上述产气药剂产生的气体通过碱石灰后得到N2 33.6L(标准状况)。
用碱石灰除去的物质为 ( );
②该产气药剂中NaN3的质量分数为( )。
正确答案
(1)
(2)Fe
(3)离子键和共价键,
(4)
(5)①;②65﹪
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
(1)元素M的离子与所含电子数和质子数均相同,则M的原子结构示意图为
(2)硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为 。
(3)能证明溶液中存在
+
O
水解平衡的事实是
(填序号)。
a滴入酚酞溶液变红,再加入溶液红色退去
b滴入酚酞溶液变红,再加入氯水后红色退去
c滴入酚酞溶液变红,在加入溶液后产生沉淀且红色退去
(4)元素X、Y在周期表中位于同一主族,化合物和
可发生如下转化(其中D是纤维水解的最终产物):
①非金属X Y(填:“<”或“<”)
②与过量浓硝酸反应有红棕色气体生成,化学方程式为 。
(5)在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A(g)+B(g)2C(g)+D(s)反应,按下表数据投料,反应达到平衡状态,测的体系压强升高,简述该反应的平衡常数与温度的变化关系: 。
正确答案
见解析。
解析
(1)写出M原子的结构示意图:;
(2)Al3++3NH3H2O===Al(OH)3↓+3NH4+
(3)选C;C能证明既有反应物又有生成物。
酚酞检验OH-;A中H2SO4消耗的是OH-;B中加入氯水后红色褪去,可能是氯水直接和OH-反应。C中加入BaCl2后产生白色BaSO3沉淀,可见原体系中含有SO32-
(4)①<;
通过砖红色的Cu2Y可判断出Y是O元素(葡萄糖与菲林试剂反应生成砖红色的氧化亚铜Cu2O沉淀)
②Cu2O+6HNO3===2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O
(5)温度越高,平衡常数越小。
因为从表格数据得知,D物质的量为0,平衡一定会向正方向移动,(气体体积减小)而从题干信息得知,压强升高,在恒容绝热下那一定是因为放热导致容器温度升高,从而使得压强增大,推出正方向放热。
知识点
钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含
有
、
、
、
等]。某主要生产
、
、
的化工厂利用钡泥制取
,其部分工艺流程如下:
(1)酸溶后溶液中,
与
的反应化学方程式为 。
(2)酸溶时通常控制反应温度不超过,且不使用浓硝酸,
原因是 、 。
(3)该厂结合本厂实际,选用的X为 (填化学式);中和Ⅰ使溶液中 (填离子符号)的浓度减少(中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略)。
(4)上述流程中洗涤的目的是 。
正确答案
(1)Ba(FeO2)2+8HNO3=8Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O
(2)防止反应速度过快 浓HNO3易挥发、易分解
(3)BaCO3、Fe3+、H+
(4)减少废渣中可溶钡盐对环境的污染
解析
略
知识点
工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质Fe3+)生产重铬酸钾(K2Cr2O7),工艺流程及相关物质溶解度曲线如图:
(1)由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为________, 通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是________。
(2)向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是________。
(3)固体A主要为________(填化学式),固体B主要为________(填化学式)。
(4)用热水洗涤固体A,回收的洗涤液转移到母液________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)中,既能提高产率又可使能耗最低。
正确答案
(1)Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7+2NaCl;低温下K2Cr2O7的溶解度远小于其它组分,随温度的降低,K2Cr2O7的溶解度明显减小;(合理即得分)
(2)除去Fe3+;
(3)NaCl;K2Cr2O7;
(4)Ⅱ
解析
略。
知识点
工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:
(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。t℃时,往 10L密闭容器中充入2mol CO和3mol水蒸气。反应建立平衡后,体系中
c(H2)=0.12mol·L-1。则该温度下此反应的平衡常数K=_____(填计算结果)。
(2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1____300℃(填“>”、“<”或“=”)。
(3)氨气在纯氧中燃烧生成一种单质和水,科学家利用此原理,设计成“氨气-氧气”燃料电池,则通入氨气的电极是__________(填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为_______________________。
(4)用氨气氧化可以生产硝酸,但尾气中的NOx会污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水,反应机理为:
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式 为 。
(5)某研究小组在实验室以“Ag-ZSM-5”为催化剂,测得将NO转化为N2的转化率随温度变化情况如右图。据图分析,若不使用CO,温度超过775K发现NO的转化率降低,其可能的原因为 ;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在_______左右。
正确答案
(1)(2分)1 (2)(2分)<(写成“小于”扣1分)
(3)(4分)负极 (2分) 2NH3 — 6e- + 6OH- = N2 +6H2O (2分。化学式1分、配平1分)
(4)(3分)CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) △H=-867kJ/mol (方程式2分,
△H数值1分)
(5)(5分)该反应是放热反应(1分),当在775K反应达到平衡后继续升高温度(1分),平衡向逆(左)方向移动,NO转化率降低(1分) 870K(2分。写860-875K之间任意数值均给分)
解析
略
知识点
NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。
(1)I中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是________________________。
(2)II中,2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) 。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1.p2)下温度变化的曲线(如右图)。
①比较p1.p2的大小关系_____________。
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是_______________。
(3)III中,将NO2(g)转化成N2O4(l),再制备浓硝酸。
①已知:2NO2(g) N2O4(g) ΔH1
2NO2(g) N2O4(l) ΔH2
②N2O4与O2.H2O化合的化学方程式_________________________________________。
(4)IV中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理如右图所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是________,说明理由:_____________________________________________________________。
正确答案
答案:(1)4NH3+5O2 4NO+6H2O
(2)①p2> p1 ②变小
(3)①A ②2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
(4)NH3 根据电子守恒,阳极得到的NO3—的量大于阴极得到的NH4+的量,所以需充入NH3(或从阴阳极电极反应式说明也可)
解析
略
知识点
Na2SO3是抗氧剂。向烧碱和Na2SO3的混合溶液中加入少许溴水,振荡溶液变为
无色。
(1)SO2是大气污染物,是形成 的因素之一,实验室用亚硫酸钠固体与一定浓度的硫酸溶液反应制备SO2气体,写出该反应的化学反应方程式 。
尾气通入过量NaOH溶液可得到烧碱和Na2SO3的混合溶液,该反应的离子反应方程式为 。
(2)碱性条件下Br2与Na2SO3溶液反应的离子方程式为 。
(3)硅酸钠溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中,通入过量的SO2,得到沉淀物。写出该反应的离子方程式: 。
(4)CO2气体中含有少量SO2气体,要除去SO2杂质,将混合气体通入 试剂,其
反应的离子方程式: 。
(5)为了探究氨还原性,某研究小组用氨和CuO在加热条件下反应,产物中得到一种红色
固体和一种气体单质。写出反应化学方程式 。
正确答案
(1)酸雨(2分) SO32- + 2H+ = SO2↑+ H2O (2分)
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O (2分)
(2)Br2 + SO32- + 2OH- = 2Br- + SO42- + H2O (2分)
(3)SiO32- + 2SO2 + 2H2O = H2SiO3↓ + 2HSO3- (2分)
(4)3CuO + 2NH3 2Cu + N2 + 3H2O (2分)
(5)饱和碳酸氢钠溶液 (2分) HCO3- + SO2 = HSO32- + CO2(2分)
解析
略
知识点
亚氯酸钠(NaClO2)主要用于棉纺、造纸业的漂白剂,也用于食品消毒、
水处理等, 亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下:
(1)提高“反应1”反应速率的措施有_________________、__________________等。
(2)“反应1”的离子方程式是
(3)“反应2”的的氧化剂是_________,该反应的化学方程式为________________。
(4)采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”,原因是___________________________。
(5)从“母液”中可回收的主要物质是______________。
(6)“冷却结晶”后经______________(填操作名称)即可获得粗产品。
正确答案
(1)适当升高反应温度,增大吸收液浓度,增大SO2与吸收液的接触面积(各2分)
(2)2ClO3- + SO2 == 2ClO2 + SO42-(2分)
(3)ClO2 (2分) H2O2 + 2ClO2 + 2NaOH = 2NaClO2 + 2H2O + O2 (2分)
(4)常压蒸发温度过高,亚氯酸钠容易分解 (2分)
(5)Na2SO4 (2分)
(6)过滤 (2分)
解析
略
知识点
下列解释事实的方程式不准确的是
正确答案
解析
略
知识点
普通钢中加入少量的钒(化学式V),就熊极大改善钢的弹性和强度,使钢的抗磨损和抗爆裂性大增,且既耐高温又抗奇寒,因此含有“合金维生素”之称。工业上回牧废钒催化剂(含有)中钒的主要流程如下:
回答下列问题:
(1)中钒的化合价分别为____。
(2)滤渣l中的主要成分是____。(填写化学式)
(3)步骤②中发生反应的离子方程式为____。
(4)步骤③的变化过程可简化为(HA表示有机萃取剂):
,则步骤④中可选择硫酸作反萃取剂的原因是 。
(5)调节,实验测得钒沉淀率翔溶液pH之间的关系如下表;
在实际生产中,步骤⑥中加入氨水调节溶液的最佳pH为
(6)该工艺流程中,可以循环利用的物质有一
(7)写出步骤⑧中用铝热法冶炼金属钒的化学方程式____。
正确答案
答案:(1)+4,+5(2分)
(2)V2O5 、SiO2(2分)
(3)V2O5+ SO32-+4H+ = 2VO2+ + SO42-+2H2O(2分)
(4)加入硫酸使平衡向左移动,使VOSO4进入水层(2分)
(5)1.7—1.8(2分)
(6)氨气 有机萃取剂(2分)
(7)3V2O5+10Al6V+5Al2O3(2分)
解析
略
知识点
锂的化合物用途广泛。Li3N是非常有前途的储氢材料;LiFePO4、Li2FeSiO4等可以作为电池的正级材料。回答下列问题:
(1)将锂在纯氮气中燃烧可制得Li3N,其反应的化学方程为 。
(2)氮化锂在氢气中加热时可得到氨基锂(LiNH2),其反应的化学方程式为:Li3N+2H2LiNH2+2LiH,氧化产物为 (填化学式)。在270℃时,该反应可逆向发生放出H2,因而氮化锂可作为储氢材料,储存氢气最多可达Li3N质量的 %(精确到0.1)。
(3)将Li2CO3、FeC2O4·2H2O和SiO2粉末均匀混合,在800℃的氩气中烧结6小时制得
Li2FeSiO4,写出反应的化学方程式 ,
制备Li2FeSiO4的过程必须在惰性气体氛围中进行,其原因是 。
(4)将一定浓度磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液,以铁棒为阳极,石墨为阴极,电解析出LiFePO4沉淀,阳极的电极反应式为 。
(5)磷酸亚铁锂电池充放电过程中,发生LiFePO4与LiFePO4之间的转化,电池放电时负极发生的反应为LiC6-
e—═Li++6C,写出电池放电时反应的化学方程式
。
正确答案
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
解析
略
知识点
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