1 . “刀片电池”通过结构创新,大大提升了磷酸铁锂电池的能量密度。以下是以磷矿石(主要成分,还有、等杂质)为原料生产白磷()同时制得刀片电池正极材料的工艺流程:已知:
①难溶于水,可溶于pH<2的酸性溶液。
②在pH大于2.0时开始产生氢氧化物沉淀,pH为4.0时沉淀完全。
回答下列问题:
(1)白磷()分子呈正四面体形,难溶于水。白磷是___________ (填“极性分子”或“非极性分子”)。
(2)“炉渣Ⅰ”主要含有铁单质及铁的磷化物,写出一种分离出铁单质的简单方法___________ 。FeP溶于稀硝酸的离子方程式为___________ 。
(3)“炉渣Ⅱ”的主要成分是一种难溶硅酸盐,其化学式为___________ 。
(4)向“溶液Ⅱ”中通入控制pH在2.0的原因是___________ 。
(5)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有的单元数有___________ 个。电池充电时,脱出部分,形成,结构示意图如(b)所示,则x=___________ 。中铁元素有+2和+3价。价层电子排布式为___________ 。
①难溶于水,可溶于pH<2的酸性溶液。
②在pH大于2.0时开始产生氢氧化物沉淀,pH为4.0时沉淀完全。
回答下列问题:
(1)白磷()分子呈正四面体形,难溶于水。白磷是
(2)“炉渣Ⅰ”主要含有铁单质及铁的磷化物,写出一种分离出铁单质的简单方法
(3)“炉渣Ⅱ”的主要成分是一种难溶硅酸盐,其化学式为
(4)向“溶液Ⅱ”中通入控制pH在2.0的原因是
(5)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有的单元数有
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2 . 是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收、等金属,工艺路线如下:回答下列问题:
(1)位于元素周期表第___________ 周期第___________ 族。
(2)烧渣是、和的混合物,“500℃焙烧”后剩余的应先除去,否则水浸时会产生大量烟雾,用化学方程式表示其原因___________ 。
(3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用方法的名称是___________ 。
(4)已知,若“沉钴过滤”的控制为10.0,则溶液中浓度为___________ 。“850℃煅烧”时的化学方程式为___________ 。
(5)的空间构型为___________ ,导致比易水解的因素有___________ (填标号)。
a.键极性更大 b.原子半径更大
c.键键能更大 d.有更多的价层轨道
(6)固体与“滤饼3”在空气氛围内加热可重新制得,其化学方程式为___________ 。
(7)回收还可以用稀硫酸与将其转变为,从结构角度解释能起到该作用的原因___________ 。
(1)位于元素周期表第
(2)烧渣是、和的混合物,“500℃焙烧”后剩余的应先除去,否则水浸时会产生大量烟雾,用化学方程式表示其原因
(3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用方法的名称是
(4)已知,若“沉钴过滤”的控制为10.0,则溶液中浓度为
(5)的空间构型为
a.键极性更大 b.原子半径更大
c.键键能更大 d.有更多的价层轨道
(6)固体与“滤饼3”在空气氛围内加热可重新制得,其化学方程式为
(7)回收还可以用稀硫酸与将其转变为,从结构角度解释能起到该作用的原因
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解题方法
3 . 钛酸钡()具有高介电常数和低介电损耗,是压电陶瓷中使用最广泛的材料之一,被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。一种超细微粉末的制备方法如下。已知:溶液1中成分的电离方程式为请回答:
(1)下列说法正确的是___________。
(2)用溶液2提取的一种副产物可作肥料,该物质是___________ (写电子式);得到沉淀后需要洗涤,请写出实验操作以检验洗涤是否完全___________ 。
(3)请写出煅烧过程发生反应的化学方程式___________ 。
(4)如何设计实验方案检验气体A经干燥处理后的剩余气体成分________ 。
(1)下列说法正确的是___________。
A.压电陶瓷属于新型无机非金属材料,能实现机械能与电能的相互转化 |
B.溶液1中加入溶液的离子方程式为 |
C.实验室中煅烧用到的主要仪器有酒精喷灯、三脚架、泥三角和蒸发皿 |
D.流程中的三步反应均为非氧化还原反应 |
(2)用溶液2提取的一种副产物可作肥料,该物质是
(3)请写出煅烧过程发生反应的化学方程式
(4)如何设计实验方案检验气体A经干燥处理后的剩余气体成分
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4 . 铵明矾晶体的化学式为,以铵明矾为原料可实现如图转化。已知:与题中阳离子不形成配合物,固体A为纯净物。
(1)铵明矾晶体“隔绝空气加热”分解产物中含硫化合物有___________ 。
(2)步骤III中生成白色沉淀C反应的化学方程式为___________ 。
(3)合成铵明矾过程中常使用过量的硫酸铵,一个作用是抑制硫酸铝水解,另一个重要作用是___________ 。
(4)设计实验验证固体A含有的金属元素:___________ 。
(5)步骤I中,铵明矾晶体在各温度段内受热“失重计算值”如表所示。(失重计算值)
通过上述数据可判断,在温度区间___________ ℃,铵明矾基本上失去了结晶水。
(1)铵明矾晶体“隔绝空气加热”分解产物中含硫化合物有
(2)步骤III中生成白色沉淀C反应的化学方程式为
(3)合成铵明矾过程中常使用过量的硫酸铵,一个作用是抑制硫酸铝水解,另一个重要作用是
(4)设计实验验证固体A含有的金属元素:
(5)步骤I中,铵明矾晶体在各温度段内受热“失重计算值”如表所示。(失重计算值)
温度区间/℃ | 18→190 | 190→430 | 430→505 | 505→900 |
失重计算值/% | 39.20 | 7.80 | 13.00 | 26.00 |
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5 . 锶()与钙同主族,某固态化合物Y的组成为,以Y为原料可实现如下转化:已知:溶液C中金属离子与均不能形成配合物。请回答:
(1)写出溶液C中的所有阳离子___________ 。
(2)步骤Ⅴ中的反应为,说明能够较完全转化为,的两个原因分别是:①生成降低了体系的能量,促使反应正向进行②___________ 。
(3)下列说法不正确 的是___________。
(4)固体Y可与溶液反应,写出该反应的离子方程式___________ 。
(5)设计实验方案检验气体中除以外的两种主要成分___________ 。
(1)写出溶液C中的所有阳离子
(2)步骤Ⅴ中的反应为,说明能够较完全转化为,的两个原因分别是:①生成降低了体系的能量,促使反应正向进行②
(3)下列说法
A.固体B中含有 | B.步骤Ⅱ反应促进了的水解 |
C.步骤Ⅲ可推断碱性 | D.直接加热无法获得 |
(4)固体Y可与溶液反应,写出该反应的离子方程式
(5)设计实验方案检验气体中除以外的两种主要成分
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6 . 研究弱电解质的电离及盐的水解,有重要的实际意义。
(1)醋酸的电离方程式为_______ 。
(2)下列事实不能说明CH3COOH是弱电解质的是_______(填标号)。
(3)某些弱酸在25℃时的电离常数(Ka)如表:
①同浓度的 CH3COOH、H2CO3、HClO 溶液的 pH 最大的是_______ 。
②常温下 0.1mol/L的 CH3COOH溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是_______ (填字母序号,下同)。
A.c(H⁺) B. C. D. E.
③若该溶液升高温度,上述5种表达式的数据减小的是_______ 。
④下列反应可以发生的是_______ (填标号)。
A. CH3COOH+ Na2CO3=NaHCO3 +CH3COONa
B. CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C. CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO
D. NaHCO3+HCN=NaCN+H2O+CO2↑
(4)肼(N2H4)是一种二元弱碱,在水中的电离方式与NH3相似,写出第一步电离的离子方程式_______ 。
(5)已知。属于_______ (填“一”“二”或“三”)元酸,属于_______ (填“正盐”或“酸式盐”)。
(6)体积为 10mL pH=2 的醋酸溶液与一元酸 HX 溶液分别加水稀释至1000mL, 稀释过程pH变化如图:则HX的电离平衡常数_______ (填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的平衡常数。 稀释后,HX 溶液中有水电离出来的c(H⁺)_______ (填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的溶液中有水电离出来的c(H⁺),理由是_______ 。
(1)醋酸的电离方程式为
(2)下列事实不能说明CH3COOH是弱电解质的是_______(填标号)。
A.相同温度下,浓度均为1mol/L的盐酸和醋酸的导电性对比:盐酸明显大于醋酸 |
B.1mol/LCH3COONa溶液能使紫色石蕊试液变蓝 |
C.25℃时,1 mol/LCH3COOH溶液的pH约为2 |
D.10 mL1mol/L的CH3COOH溶液恰好与10 mL 1 mol/LNaOH溶液完全反应 |
(3)某些弱酸在25℃时的电离常数(Ka)如表:
化学式 | CH3COOH | HCN | HClO | H2CO3 |
电离常数(Ka) | 1.8×10-5 | 4.9×10 -10 | 3.0×10-8 | Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11 |
②常温下 0.1mol/L的 CH3COOH溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是
A.c(H⁺) B. C. D. E.
③若该溶液升高温度,上述5种表达式的数据减小的是
④下列反应可以发生的是
A. CH3COOH+ Na2CO3=NaHCO3 +CH3COONa
B. CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C. CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO
D. NaHCO3+HCN=NaCN+H2O+CO2↑
(4)肼(N2H4)是一种二元弱碱,在水中的电离方式与NH3相似,写出第一步电离的离子方程式
(5)已知。属于
(6)体积为 10mL pH=2 的醋酸溶液与一元酸 HX 溶液分别加水稀释至1000mL, 稀释过程pH变化如图:则HX的电离平衡常数
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7 . 为探究某矿物X(含三种常见元素)的组成和性质,某兴趣小组设计了如下实验:已知实验中所用试剂均足量,固体B是一种单质和化合物的混合物,请回答如下问题:(1)X的组成元素为:______ 。
(2)气体A与溴水反应的离子方程式:______ 。
(3)X在高温下与氧气充分反应的化学方程式:______ 。
(4)红棕色固体Ⅰ溶于HI溶液的离子方程式______ 。
(5)检验溶液G中的金属阳离子的实验方案:______ 。
(2)气体A与溴水反应的离子方程式:
(3)X在高温下与氧气充分反应的化学方程式:
(4)红棕色固体Ⅰ溶于HI溶液的离子方程式
(5)检验溶液G中的金属阳离子的实验方案:
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8 . 铜质电路板可采用酸性蚀刻与减性蚀刻两种方法,将二者的废液混合可实现回收再利用,其主要流程如下:已知:i.水合肼具有强还原性,易被氧化为。
ii.形成配合物后,氧化性降低。
(1)蚀刻
①酸性蚀刻过程中盐酸的作用是______________ 。
②将碱性蚀刻铜的离子方程式补充完整:__________ 。
☐☐_______+☐_______=☐+☐_______
③关于蚀刻的下列说法正确的是_________ (填字母)。
A.用也可以使溶解
B.碱性蚀刻和酸性蚀刻分别利用了的氧化性和的还原性
C.在碱性蚀刻和酸性蚀刻中,溶解相同质量的转移的电子数之比为
(2)滤液1的约为5,其中除少量外,还大量存在的离子是_______________ 。
(3)除铜
①利用水合肼还原的离子方程式是_________________ 。
②已知滤渣中除金属铜外不含其他形式的含沉淀。测得铜去除率、水合肼还原能力随溶液的变化情况如图所示。由图可知,当溶液时,铜去除率随增大而减小,结合图给信,息和已知信息分析其原因:________________ 。
ii.形成配合物后,氧化性降低。
(1)蚀刻
①酸性蚀刻过程中盐酸的作用是
②将碱性蚀刻铜的离子方程式补充完整:
☐☐_______+☐_______=☐+☐_______
③关于蚀刻的下列说法正确的是
A.用也可以使溶解
B.碱性蚀刻和酸性蚀刻分别利用了的氧化性和的还原性
C.在碱性蚀刻和酸性蚀刻中,溶解相同质量的转移的电子数之比为
(2)滤液1的约为5,其中除少量外,还大量存在的离子是
(3)除铜
①利用水合肼还原的离子方程式是
②已知滤渣中除金属铜外不含其他形式的含沉淀。测得铜去除率、水合肼还原能力随溶液的变化情况如图所示。由图可知,当溶液时,铜去除率随增大而减小,结合图给信,息和已知信息分析其原因:
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9 . 铊(Tl)广泛用于电子、军工、航天、化工、治金、通讯等方面,一种以红铊矿(主要成分是,含少量,等杂质)为原料制备金属铊的流程如图所示。已知:①铊的密度比钠的密度大。室温下,铊能与空气中的氧气反应生成氧化亚铊()膜,而失去金属光泽变得灰暗。
②TlCl难溶于水,而溶于水。
③溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示:
回答下列问题:
(1)中三元素的基态原子含有未成对电子数最多的元素是_______ 。(填元素符号)
(2)“焙烧1”中,最终转化为﹔和也转化为相应的硫酸盐。其中,转化为分如下两步完成。请写出第二步反应的化学方程式。
第一步(与反应):
第二步:_______ 。
(3)滤渣的成分属于共价晶体,晶体中每个最小环含有_______ 个原子。
(4)“沉铊”步骤中,需要加入过量,其原因是_______ 。(用化学用语和简要的文字解释)
(5)向“沉铊”后的滤液中加入生石灰至时才能外排,此时滤液中的浓度为_______ 。(指数允许是小数)
(6)“焙烧2”中发生的反应为。则“置换”步骤中发生反应的离子方程式为_______ 。
(7)所得产品高纯铊应保存在_______ 中。
②TlCl难溶于水,而溶于水。
③溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示:
金属离子 | ||
开始沉淀的 | 2.2 | 3.5 |
沉淀完全()的 | 3.2 | 4.7 |
(1)中三元素的基态原子含有未成对电子数最多的元素是
(2)“焙烧1”中,最终转化为﹔和也转化为相应的硫酸盐。其中,转化为分如下两步完成。请写出第二步反应的化学方程式。
第一步(与反应):
第二步:
(3)滤渣的成分属于共价晶体,晶体中每个最小环含有
(4)“沉铊”步骤中,需要加入过量,其原因是
(5)向“沉铊”后的滤液中加入生石灰至时才能外排,此时滤液中的浓度为
(6)“焙烧2”中发生的反应为。则“置换”步骤中发生反应的离子方程式为
(7)所得产品高纯铊应保存在
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10 . 研究、的消除和再利用对改善生态环境、促进低碳社会的构建和环境保护,构建生态文明具有重要的意义。
(1)采用作还原剂催化还原可以消除氮氧化物的污染。烟气以一定的流速通过催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率(注:脱氮率即氮氧化物的转化率),反应原理为:。以下说法正确的是______。
(2)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如图所示:①过程Ⅰ断裂的化学键有__________ 。(填“极性键”、“非极性键”或“极性键和非极性键”)。过程Ⅱ为__________ 过程(填“吸热”或“放热”)。
②已知过程Ⅰ的焓变为,过程Ⅱ的焓变为,则该反应的热化学方程式为:__________ 。
(3)催化还原NO的物质转化如图所示。若参与反应的和的物质的量之比为4∶1,则转化时和NO物质的量之比为:__________ 。其中__________ 是催化剂(填化学符号)。(4)利用电化学装置可消除氮氧化物污染,变废为宝。下图装置实现的能量转化形式是:______ (填选项)。(A.化学能转化为电能 B.电能转化为化学能),石墨Ⅰ是该电化学装置的______ (填选项)(A.正极 B.负极)石墨Ⅰ电极上发生的电极反应为__________ (提醒:介质为熔融)。相同条件下,放电过程中消耗的和的体积比为__________ 。
(1)采用作还原剂催化还原可以消除氮氧化物的污染。烟气以一定的流速通过催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率(注:脱氮率即氮氧化物的转化率),反应原理为:。以下说法正确的是______。
A.使用催化剂更有利于提高的平衡转化率 |
B.及时吹脱水蒸气,可以提高脱氮率 |
C.其他条件不变的条件下,改变压强对脱氮率没有影响 |
D.烟气通过催化剂的流速越快,脱氮效果会越好 |
(2)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如图所示:①过程Ⅰ断裂的化学键有
②已知过程Ⅰ的焓变为,过程Ⅱ的焓变为,则该反应的热化学方程式为:
(3)催化还原NO的物质转化如图所示。若参与反应的和的物质的量之比为4∶1,则转化时和NO物质的量之比为:
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