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时间:2019-08-05
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1、2012年26.(14分)铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可利用离子交换和滴定地方法。实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x的值:(列出计算过程)(2)现有一含有FeCl2和FeC
2、l3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为。在实验室中,FeCl2可用铁粉和反应制备,FeCl3可用铁粉和反应制备;(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为。(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为;与MnO2—Zn电池类似,K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料
3、,其电极反应式为,该电池总反应的离子方程式为。【答案】:(1)∵n(Cl)=0.0250L×0.40mol·L-1=0.01mol∴m(Fe)=0.54g–0.10mol×35.5g·mol-1=0.19g故n(Fe)=0.19g/56g·mol-1=0.0034mol∴n(Fe)∶n(Cl)=0.0034∶0.010≈1∶3,即x=3(2)0.10;盐酸,氯气;(3)2Fe3++2I-=2Fe2++I2(或2Fe3++2I-=2Fe2++I3-);(4)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2
4、FeO42-+5H2O+3Cl-;FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-;2FeO42-+8H2O+3Zn=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-2013年27.(15分)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。回答下列问题:第6页(共6页)(1)LiCoO2中,C
5、o元素的化合价为。(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式。(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是。(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式。(5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式。(6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是。在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有(填化学式)。解:(1)根据化合物中,化合价的代数和为0知,L
6、iCoO2中,Co元素的化合价为+3价,故答案为:+3;(2)正极中含有铝,铝易溶于强碱溶液生成AlO2-,反应离子方程式2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;(3)酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO2,生成物有Li2SO4和CoSO4,反应方程式为:2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,由题中信息知LiCoO2具有强氧化性,加入盐酸有污染性气体氯气生成,故答案为:2
7、LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O;有氯气生成,污染较大;(4)“沉钴”过程中硫酸钴和碳酸氢铵反应生成碳酸钴沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水,反应方程式为CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O,故答案为:CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O;(5)充放电过程中,Li1-xCoO2和LixC6发生氧化还原反应生成LiCoO2和C,反应方程式为:Li1-xCoO2+LixC6
8、=LiCoO2+6C,故答案为:Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C;(6)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,根据流程图知,可回收到的金属化合物有Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4,故答案为:Li+从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中;Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4.2014年27、(15分)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,具有较强还原性,回答下列问题:(1)H3PO
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