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            • 1.
              锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用\(\rm{.}\)某锂离子电池正极材料有钴酸锂\(\rm{(LiCoO_{2})}\)、导电剂乙炔黑和铝箔等\(\rm{.}\)充电时,该锂离子电池阴极发生的反应为\(\rm{6C+xLi^{+}+xe^{-}═Li_{x}C_{6}.}\)现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源\(\rm{(}\)部分条件未给出\(\rm{)}\).

              回答下列问题:
              \(\rm{(1)LiCoO_{2}}\)中,\(\rm{Co}\)元素的化合价为 ______ .
              \(\rm{(2)}\)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式 ______ .
              \(\rm{(3)}\)“酸浸”一般在\(\rm{80℃}\)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\(\rm{H_{2}SO_{4}}\)和\(\rm{H_{2}O_{2}}\)的混合液,但缺点是 ______ .
              \(\rm{(4)}\)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式 ______ .
              \(\rm{(5)}\)充放电过程中,发生\(\rm{LiCoO_{2}}\)与\(\rm{Li_{1-x}CoO_{2}}\)之间的转化,写出放电时电池反应方程式 ______ .
              \(\rm{(6)}\)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是 ______ \(\rm{.}\)在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有 ______ \(\rm{(}\)填化学式\(\rm{)}\).
            • 2.
              云南是我国的矿产资源大省,被誉为“有色金属王国”。利用某冶炼废渣\(\rm{(}\)主要成分为二氧化硅和锡、铜、铅、铁的氧化物\(\rm{)}\)回收锡、铜、铅的工艺流程如图所示:

              回答下列问题:
              \(\rm{(1)}\)电炉冶炼时,焦炭的作用是 ______ \(\rm{(}\)填“氧化剂”或“还原剂”\(\rm{)}\),将焦炭粉碎的目的是 ______ 。熔剂的主要成分是氟石\(\rm{(CaF_{2})}\),高温下能与\(\rm{SiO_{2}}\)反应生成两种钙盐,其中之一为 \(\rm{CaSiF_{6}}\),该反应的化学方程式为 ______ 。
              \(\rm{(2)}\)脱铁后的溶液中含有少量的\(\rm{Sn^{2+}}\),为减少锡的损失,可用锡、铜、铅、铁多元合金回收处理,反应的离子方程式为 ______ 。
              \(\rm{(3)}\)已知\(\rm{SnO_{2}}\)不溶于稀硫酸。脱铁后氧化焙烧的目的是 ______ 。
              \(\rm{(4)}\)电解\(\rm{CuSO_{4}}\)溶液时,阳极的电极反应式为 ______ 。
              \(\rm{(5)}\)已知\(\rm{H_{2}CO_{3}}\)的一、二级电离常数分别为\(\rm{K_{1}}\)、\(\rm{K_{2}}\),\(\rm{PbSO_{4}}\)、\(\rm{PbCO_{3}}\)的溶度积常数分别为\(\rm{K_{sp}(PbSO_{4})}\)、\(\rm{K_{sp}(PbCO_{3})}\)。锡、铅渣中的铅主要以\(\rm{PbSO_{4}}\)存在,脱硫时发生的反应为\(\rm{PbSO_{4}(s)+HCO_{3}ˉ(aq)⇌PbCO_{3}(s)+H^{+}(aq)+SO_{4}^{2+}(aq)}\),该反应的平衡常数\(\rm{K=}\) ______ \(\rm{(}\)用上述已知常数表示\(\rm{)}\)。脱硫后需过滤、洗涤再进入下一步工序,检验滤渣是否洗涤干净的方法是 ______ 。
              \(\rm{(6)}\)若该冶炼废渣中锡的质量分数为\(\rm{5\%}\),\(\rm{30t}\)废渣制得精锡\(\rm{lt}\),则锡的回收率为 ______ 。
            • 3.
              以氧化铝为原料,通过碳热还原法可合成氮化铝\(\rm{(AlN)}\);通过电解法可制取铝\(\rm{.}\)电解铝时阳极产生的\(\rm{CO_{2}}\)可通过二氧化碳甲烷化再利用.
              请回答:
              \(\rm{(1)}\)已知:\(\rm{2Al_{2}O_{3}(s)═4Al(g)+3O_{2}(g)\triangle H_{1}=3351KJ⋅mol^{-1}}\)
              \(\rm{2C(s)+O_{2}(g)═2CO(g)\triangle H_{2}=-221KJ⋅mol^{-1}}\)
              \(\rm{2Al(g)+N_{2}(g)═2AlN(s)\triangle H_{3}=-318KJ⋅mol^{-1}}\)
              碳热还原\(\rm{Al_{2}O_{3}}\)合成\(\rm{AlN}\)的总热化学方程式是 ______ ,该反应自发进行的条件 ______ .
              \(\rm{(2)}\)在常压、\(\rm{Ru/TiO_{2}}\)催化下,\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)混和气体\(\rm{(}\)体积比\(\rm{1}\):\(\rm{4}\),总物质的量\(\rm{a}\) \(\rm{mol)}\)进行反应,测得\(\rm{CO_{2}}\)转化率、\(\rm{CH_{4}}\)和\(\rm{CO}\)选择性随温度变化情况分别如图\(\rm{1}\)和图\(\rm{2}\)所示\(\rm{(}\)选择性:转化的\(\rm{CO_{2}}\)中生成\(\rm{CH_{4}}\)或\(\rm{CO}\)的百分比\(\rm{)}\).
              反应Ⅰ\(\rm{CO_{2}(g)+4H_{2}(g)⇌CH_{4}(g)+2H_{2}O(g)\triangle H_{4}}\)
              反应Ⅱ\(\rm{CO_{2}(g)+H_{2}(g)⇌CO(g)+H_{2}O(g)\triangle H_{5}}\)

              \(\rm{①}\)下列说法不正确的是 ______
              A.\(\rm{\triangle H_{4}}\)小于零
              B.温度可影响产物的选择性
              C.\(\rm{CO_{2}}\)平衡转化率随温度升高先增大后减少
              D.其他条件不变,将\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)的初始体积比改变为\(\rm{1}\):\(\rm{3}\),可提高\(\rm{CO_{2}}\)平衡转化率
              \(\rm{②350℃}\)时,反应Ⅰ在\(\rm{t_{1}}\)时刻达到平衡,平衡时容器体积为\(\rm{VL}\)该温度下反应Ⅰ的平衡常数为 ______ \(\rm{(}\)用\(\rm{a}\)、\(\rm{V}\)表示\(\rm{)}\)
              \(\rm{③350℃}\)下\(\rm{CH_{4}}\)物质的量随时间的变化曲线如图\(\rm{3}\)所示\(\rm{.}\)画出\(\rm{400℃}\)下\(\rm{0~t_{1}}\)时刻\(\rm{CH_{4}}\)物质的量随时间的变化曲线.
              \(\rm{(3)}\)据文献报道,\(\rm{CO_{2}}\)可以在碱性水溶液中电解生成甲烷,生成甲烷的电极反应式是 ______ .
            • 4.

              氯化亚铜\(\rm{(CuCl}\),白色、易氧化,\(\rm{Ksp=1.2×10^{-6})}\)广泛用作催化剂、脱臭剂、脱色剂等。工业上用初级铜矿粉\(\rm{(}\)主要含\(\rm{Cu_{2}S}\)、\(\rm{CuS}\)、\(\rm{Fe_{2}O_{3}}\)、\(\rm{FeO}\)等\(\rm{)}\)制备活性\(\rm{CuCl}\)的流程如下:

               

              \(\rm{(1)}\)滤渣Ⅰ是\(\rm{Fe(OH)_{3}}\)和单质硫的混合物,反应Ⅰ中\(\rm{Cu_{2}S}\)参与反应的化学方程式为:\(\rm{Cu_{2}S +}\)  \(\rm{MnO_{2\;}+ H_{2}SO_{4} → CuSO_{4} + S + MnSO_{4} + H_{2}O(}\)未配平\(\rm{)}\) ,氧化产物为:________

              \(\rm{(2)}\)除\(\rm{Mn^{2+}}\)时得\(\rm{MnCO_{3}}\)沉淀,该反应的离子方程式________ 

              \(\rm{(3)}\)已知:\(\rm{Cu(OH)_{2}}\)可溶于氨水形成深蓝色溶液。\(\rm{Cu(OH)}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{+4NH}\)\(\rm{{\,\!}_{3}⇌ }\)\(\rm{[Cu(NH}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{)}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{]}\)\(\rm{{\,\!}^{2+}}\) \(\rm{+2OH}\)\(\rm{{\,\!}^{-}}\)

              蒸氨条件及蒸氨效果见下表

              序号

              温度\(\rm{/℃}\)

              时间\(\rm{/min}\)

              压强\(\rm{/KPa}\)

              残液颜色

              \(\rm{a}\)

              \(\rm{110}\)

              \(\rm{60}\)

              \(\rm{101.3}\)

              浅蓝色

              \(\rm{b}\)

              \(\rm{100}\)

              \(\rm{40}\)

              \(\rm{74.6}\)

              几乎很浅

              \(\rm{c}\)

              \(\rm{0}\)

              \(\rm{30}\)

              \(\rm{60.0}\)

              无色透明


              由表中信息可知蒸氨的条件应选____\(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)。蒸出的氨可以回收利用,在实验室用下图装置来收集当集气瓶收集满氨时观察到的现象是____。

                                         

              \(\rm{(4)}\)反应Ⅱ的离子方程式______。

              \(\rm{(5)}\)实验证明通过下图装置也可获得\(\rm{CuCl}\),现象为

              阴极:产生无色气体

              阳极:有白色胶状沉淀生成且逐渐增多

              \(\rm{U}\)形管底部:靠近阴极区白色胶状沉淀逐渐转化为淡黄色沉淀,

               \(\rm{①}\)生成\(\rm{CuCl}\)的电极反应式为_________。

                \(\rm{②}\)有同学提出说:淡黄色沉淀可能是\(\rm{CuOH}\),以下是从资料中查阅到的有关\(\rm{CuOH}\)信息,哪些可以支持该同学的说法_____________ 。\(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)

              \(\rm{a.}\) 容易脱水变成红色的\(\rm{Cu_{2}O}\)。

              \(\rm{b. CuOH}\)是黄色或淡黄色固体,不溶于水

              \(\rm{c.}\) 价格:\(\rm{240}\)元\(\rm{/Kg}\)

              \(\rm{d.}\)  \(\rm{CuOH}\)的\(\rm{Ksp=2×10^{-15}}\)

              \(\rm{e.}\) 易被氧化成\(\rm{Cu(OH)_{2}}\)

            • 5. 目前“低碳减排”备受关注,CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题.
              (1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g).在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(I)的变化曲线如图所示.据此判断:
              ①该反应的△H ______ 0(填“>”或“<”).
              ②在T2温度下,0-2s内的平均反应速率v(N2)= ______ mol/(L•s).
              ③若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 ______ (填代号).

              (2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题.
              ①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.
              例如:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ•mol-1
              2NO2(g)═N2O4(g)△H=-56.9kJ•mol-1
              写出CH4(g)催化还原N2O4(g)的热化学方程式: ______
              ②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的.如图是通过人工光合作用,以CO2(g)和H2O(g)为原料制备HCOOH和O2的原理示意图.催化剂b表面发生的电极反应为 ______

              ③常温下0.1mol•L-1的HCOONa溶液pH为10,则HCOOH的电离常数Ka= ______ mol•L-1(填写最终计算结果).
            • 6. 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(9)△H= ______ kJ/mol
              ②若上述反应在恒温、恒容的密闭体系中进行,并在t.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、K、n、P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人NO和CO,测得了不同时间时NO和CO的物质的量如表:
              时间/s  0 1 2 3 4 5
              n(NO)/×10-2mol  10.0  4.50  2.50 1.50  1.00 1.00 
              n(CO)/×10-1mol    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l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 ______

              (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: ______
            • 7. 工业合成尿素反应为:2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH22(s)+H2O(g)
              (1)在一个真空恒容密闭容器中充入CO2和NH3发生上述反应合成尿素,恒定温度下混合气体中的氨气含量如图1所示.A点的正反应速率与B点的逆反应速率的关系:v(CO2______ v(CO2)(填“>”、“<”或“=”)


              (2)氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物.将体积比为2:1的NH3和CO2混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中,在恒定温度下使其发生下列反应并达到平衡:2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s)
              将实验测得的不同温度下的平衡数据列于下表:
              温度(℃) 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
              平衡气体总浓度 (10-3mol•L-1 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4
              ①关于上述反应的焓变、熵变说法正确的是 ______
              A.△H<0,△S<0B.△H>0,△S<0
              C.△H>0,△S>0D.△H<0,△S>0
              ②关于上述反应的平衡状态下列说法正确的是 ______
              A.分离出少量的氨基甲酸铵,反应物的转化率将增大
              B.平衡时降低体系温度,CO2的体积分数下降
              C.NH3的转化率始终等于CO2的转化率
              D.加入有效的催化剂能够提高氨基甲酸铵的产率
              (3)化学家正在研究尿素动力燃料电池,尿液也能发电.用这种电池直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水又能发电.尿素燃料电池结构如图2所示,写出该电池的负极反应式 ______
            • 8. Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为2Li++FeS+2e-═Li2S+Fe,则该电池的总反应式为 ______
            • 9. 能源是制约国家发展进程的因素之一.甲醇、二甲醚等被称为2 1世纪的绿色能源,工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚.
              (1)工业上,可以分离合成气中的氢气,用于合成氨,常用醋酸二氨合亚铜[Cu(NH32]AC溶液(AC=CH3COO-)来吸收合成气中的一氧化碳,其反应原理为:[Cu(NH32]AC(aq)+CO(g)+NH3(g)⇌[Cu(NH33]AC•CO(aq)△H<0
              常压下,将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得[Cu(NH32]AC溶液的措施是 ______
              (2)天然气的一个重要用途是制取H2,其原理为:CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g).
              在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol•L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示,则压强P1______ P2(填“大于”或“小于”);压强为P2时,在Y点:v(正) ______ v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”). 求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K= ______ .(计算结果保留两位有效数字)
              (3)CO可以合成二甲醚,二甲醚可以作为燃料电池的原料,化学反应原理为:CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H<0
              ①在恒容密闭容器里按体积比为1:4充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态.当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是 ______
              A.逆反应速率先增大后减小 C.反应物的体积百分含量减小
              B.正反应速率先增大后减小D.化学平衡常数K值增大
              ②写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式 ______
              ③己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量.关于二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池,下列说法正确的是 ______ (填字母)
              A.两种燃料互为同分异构体,分子式和摩尔质量相同,比能量相同
              B.两种燃料所含共价键数目相同,断键时所需能量相同,比能量相同
              C.两种燃料所含共价键类型不同,断键时所需能量不同,比能量不同
              (4)已知l g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63kJ,请写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式 ______
            • 10. 汽车尾气中排放的NxOy和CO,科学家寻找高效催化剂实现大气污染物转化:
              2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H1
              (1)已知:CO的燃烧热△H2=-283kJ•moL-1.几种化学键的键能数据如下:
              化学键 N≡N键 O=O键 NO键
              键能kJ/•mol-1 945 498 630
              已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H3,则:△H1= ______
              (2)CO与空气在KOH溶液中构成燃料电池(石墨为电极),若放电后电解质溶液中离子浓度大小顺序为
              c(K+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-),则负极的反应式为 ______
              (3)在一定温度下,向2L的密闭容器中充入4.0molNO2和4.0molCO,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 2.0 1.7 1.56 1.5 1.5
              c(N2 0 0.15 0.22 0.25 0.25
              ①5~10min,用CO的浓度变化表示的反应速率为: ______
              ②能说明上述反应达到平衡状态的是 ______
              A.2n(NO2)=n(N2) B.混合气体的平均相对分子质量不变
              C.气体密度不变D.容器内气体压强不变
              ③20min时,向容器中加入1.0molNO2和1.0molCO,在t1时刻再次达到平衡时,NO2的转化率比原平衡时 ______ (填“变大”、“变小”或“不变”).
              ④计算此温度下的化学平衡常数K= ______
              ⑤在上述平衡的基础上,在时间t2、t3时改变反应的某一条件,反应速率的变化如图所示,则在t3时刻改变的反应条件是: ______ ;在时间15-20,t1-t2,t2-t3,t4-t5时的平衡常数分别为K1、K2、K3、K4,请比较各平衡常数的大小关系: ______
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