(2)固体D为MnO2。MnO2与浓盐酸混合,不加热无变化,加热有Cl2生成,说明该反应能否有效进行与温度有关;反应停止后,固体有剩余,滴加硫酸又产生Cl2,说明该反应能否有效进行与溶液的酸度有关。 (3)通过分析可知反应生成的还原性气体为CO,易水解成TiO2·xH2O的液态化合物为TiCl4,故反应的热化学方程式为2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)
TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-85.6 kJ·mol。
-1
(4)依据离子交换膜的性质和电解池的工作原理知,在直流电场作用下,CrO24通过阴离子交换膜向阳极室
移动,脱离浆液;在电解过程中,OH在阳极室失去电子生成O2,溶液的酸性增强,通过阴离子交换膜移向阳
2 2 2 极室的CrO24有部分转化为Cr2O7,故分离后含铬元素的粒子是CrO4和Cr2O7;H在阴极室得到电子生成
+
-
H2,溶液中的OH浓度增大,混合物浆液中的Na通过阳离子交换膜移向阴极室,故阴极室生成的物质为NaOH和H2。
32.(10分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。
(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为 溶液(填化学式),阳极电极反应式为 ,电解过程中Li向 电极迁移(填“A”或“B”)。
+
-+
(2)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:
Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为 。铁渣中铁元素的化合价为 。在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41 g,CO2体积为1.344 L(标准状况),则钴氧化物的化学式为 。 答案 (1)LiOH 2Cl-2e
(2)2Co(OH)3+SO23+4H
+--
Cl2↑ B
2Co+SO24+5H2O
2+
[或Co(OH)3+3H
+
Co+3H2O,2Co+SO23+H2O
3+
3+
2Co+SO24+2H] +3 Co3O4
2+
+
--
解析 (1)B极区产生H2,则B极区发生还原反应,为阴极;A极电极反应式为2Cl-2e
+
Cl2↑,为阳极。
A极区电解液为LiCl溶液,B极区电解液为LiOH溶液;Li(阳离子)向阴极(B电极)移动。
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(2)向浸液中加入了具有氧化性的NaClO3和O2,所以铁渣中的铁元素为+3价。设钴氧化物的化学式为CoxOy,由
xCoC2O4 + 2O2CoxOy + 2xCO2
(59x+16y) g 2x×22.4 2.41 g 1.344 L
则
(59 16 ) 2 22 4 2 41
=
1 344
,解得x∶y=3∶4,则钴氧化物的化学式为Co3O4。
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