Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为____________________________。
(2)“酸浸”后,钛主要以TiOCl42-形式存在,写出相应反应的离子方程式____________________。
(3)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:
温度/℃ | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
TiO2·xH2O转化率/% | 92 | 95 | 97 | 93 | 88 |
分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因_______________________________________。
(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为___________。
(5)若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02 mol/L,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5 mol/L,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成______________(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。
(6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式____________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
[2017新课标Ⅰ]支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是
A. 通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B. 通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C. 高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D. 通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
高三化学单选题困难题查看答案及解析
橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一,在现代生产、军事工业、医疗行业中有广泛应用。如图是生产合成橡胶G和医用高分子材料C的路线图,已知B的分子式为C6H10O3。请回答下列问题:
(1)X中的含氧官能团名称是___,X的核磁共振氢谱有___组峰。
(2)A→B的反应类型是___。
(3)C的结构简式是___。
(4)X发生银镜反应的化学方程式为___。
(5)写出E→F的化学反应方程式___。
(6)A有多种同分异构体,其中属于酯类且含有碳碳双键的共有___种(不含立体异构)。
(7)已知:①②+SOCl2→+SO2+HCl。请将下列以为原料制备的合成路线流程图补充完整___(无机试剂任用)。
高三化学推断题困难题查看答案及解析
含氮化合物对环境、生产和人类生命活动等具有很大的影响。请按要求回答下列问题:
(1)已知:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H1=-akJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H2=-bkJ/mol
H2O(l)=H2O(g) △H3=+ckJ/mol
则NH3(g)在氧气中燃烧生成氮气和液态水的热化学方程式为___。
(2)在合成工氨业中,氮气在催化剂Fe上的吸附分解反应活化能高、速率慢,因此氮气的反应速率决定了合成氨的反应速率。工业生产中,控制温度773K,压强3.0×105pa,原料中n(N2):n(H2)=1:2.8。请分析说明原料气中N2过量的理由___。
(3)已知反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在恒温、恒容的密闭容器中按一定比例充入总物质的量一定的NO(g)和O2(g),平衡时NO2的体积分数[φ(NO2)]随的变化如图所示。NO的转化率最小的是___点(填“a”、“b”、“c”);当=1.5时,达到平衡状态时NO2的体积分数可能是___点(填“d”、“e”、“f”)。
(4)肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2,反应原理可表示为:Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq),该反应的平衡常数可表示为:K=。37℃达到平衡时,测得肌红蛋白的结合度(a)与氧气分压[p(O2)]的关系如图所示[α=×100%]。研究表明正反应速率v正=k正•c(Mb)•p(O2),逆反应速率v逆=k逆•c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正、逆反应的速率常数).
①α(MbO2),先随p(O2)增大而增大,后来几乎不变,原因是___。
②试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式K=___(用含有k正、k逆的式子表示)
③试求出图中c点时,上述反应的平衡常数K=___kPa-1。
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高三化学综合题困难题查看答案及解析
碲(52Te)被誉为“国防与尖端技术的维生素”;锡酸钠可用于制造陶瓷电容器的基体,陶瓷电容器在宇航、导弹、航海等方面有着重要的用途。以锡碲渣(主要含Na2SnO3和Na2TeO3)为原料,制备锡酸钠和碲的流程图如图:
已知:锡酸钠(Na2SnO3)和亚碲酸钠(Na2TeO3)均易溶于碱。
(1)在生产过程中,要将锡碲渣粉碎,其目的是___。
(2)“碱浸”过程中,锡碲浸出率与溶液中碱的质量浓度关系如图所示,最理想的碱的质量浓度为100g/L,其理由是___。
(3)“氧化”时,反应的离子方程式为___;“氧化”的温度控制在60℃~70℃之间,其原因是___。
(4)“还原”反应的化学方程式为___。
(5)以石墨为电极电解Na2TeO3溶液可获得Te,电解过程中阴极上的电极反应为___。
(6)常温下,向lmol•L-1Na2TeO3溶液中滴加盐酸,当溶液中c(TeO32-):c(H2TeO3)=0.2时,pH=___。(已知:H2TeO3的电离平衡常数Ka1=1.0×10-3,Ka2=2.0×10-8)
高三化学工业流程困难题查看答案及解析
有X、Y、W、M四种短周期主族元素,其原子序数依次增大,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,X的核外电子数与Y、M的最外层电子数之和相等,W的原子序数是M的最外层电子数的2倍,由X、Y、W三种元素形成的化合物G的结构如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.常见X的单质在常温下一定是气体
B.X、W的简单氢化物稳定性:X>W
C.单质Y与氧气反应的产物一定呈淡黄色
D.化合物G中X都满足8电子稳定结构
高三化学单选题困难题查看答案及解析
化合物G是一种芳香酯类物质,也是一种重要的香料,工业上合成它的一种方法如下图所示。图中D的相对分子质量为106,D、E的核磁共振氢谱均只有两个峰,B经过氧化可以得到C。
已知:R1CHO+HCOOH+R2CHO(R1、R2是烃基或者氢原子)。
(1)A的结构简式为___________________________,D的名称是___________________。
(2)D→E的反应类型为_______________,“一定条件”的内容是__________________。
(3)B中官能团的名称是__________,G的结构简式为___________________________。
(4)E→F的化学方程式为_________________。
(5)符合下列条件的F的同分异构体共有________种,写出一种核磁共振氢谱有5个峰的同分异构体的结构简式:________________________________。
①遇FeCl3溶液能发生显色反应 ②含有醚键
(6)写出以乙烯为原料合成HCOOCH2CH2OOCH的合成路线(无机试剂任选,合成路线参照题中的书写形式)________________________________
高三化学推断题困难题查看答案及解析
氮的氧化物有许多重要的性质与用途,但过量排放则会导致严重的环境问题。
(1)汽车排放出的氮氧化物是导致雾霾形成的重要原因之一,汽车内安装的尾气处理器可大大降低氮氧化物的排放:2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH=x kJ/mol。
已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.50kJ/mol
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566.00kJ/mol
x =________________。
(2)向某恒容密闭容器中加入一定量的NO、CO并使它们之间发生反应,下图为在相同温度、压强、比表面积不同的催化剂(化学成分相同)的催化作用下,反应过程中NO的物质的量与时间之间的关系。
①表示催化剂比表面积较大的曲线是_________(填“a”或“b”)。
②t1min时改变(外界)的反应条件可能是____________。
(3)对于反应:mA(g)+nB(g) =pC(g)+qD(g)来说,若A、B通过一步反应能直接转化为C、D,则该反应的反应速率v=kcm(A)cn(B),其中k为只与温度有关的速率常数;若为可逆反应,则v(正)、v(逆)均存在类似的关系式,k正、k逆也只与温度有关。已知反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)是通过下面两步完成的:
①________________________________________(快)∆H1<0。
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)∆H2<0。
某科研小组测量出反应②的部分实验数据如下表所示:
c(N2O2)/mol/L | c(O2)/mol/L | v2正[mol/(L·s)] |
0.010 | 0.010 | 1.7510-6 |
0.030 | 0.020 | 1.0510-5 |
x | 0.030 | 1.0510-5 |
i.用k2正表示②的正反应速率常数,则v2正=_________,x=_______,速率常数k2正=_______L·(mol·s)-1(填具体的数值)。
ii.在①的空白处写出化学方程式,若①②两个反应的正、逆反应速率常数分别用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示,则2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数K=____________(用速率常数表示);反应达到平衡后升高温度,在新平衡建立前,体系内c(N2O2)的大小变化情况是________。
(4)在恒温恒容条件下,能表明2NO(g)+O2(g)2NO2(g)(只考虑总反应)己达到平衡状态的是_____________。
a.混合气体密度保持不变 b.混合气体平均摩尔质量不变
c.正反应速率:v(NO)=v(NO2) d.生成NO2、O2的物质的量之比为1:2
高三化学综合题困难题查看答案及解析
卤素元素是非金属性很强的一类元素,能形成多种物质。
(1)氯气能氧化许多种还原剂,同时在适当条件下又可发生自身氧化还原反应。
①将足量的氯气通入到H2S溶液中,再向所得的溶液中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液可得到白色沉淀,写出前一个反应的离子方程式___________________________________。
②将0.1molCl2缓慢通入到amL、浓度为2mol/L的KOH溶液中,二者恰好反应完,测得溶液c(ClO-):c(ClO3-):c(Cl-)=2:1:7,则a=_________。
(2)KClO3是一种重要的氧化剂,工业上制备KClO3的方法之一如下:
①写出电解时反应的化学方程式_____________________________________________。
②相同温度下,两种氯酸盐的溶解度相对大小:NaClO3_____KClO3(填“>”或“<”)。
③KClO3在MnO2的催化作用下加热分解生成氧气的反应历程如下,请补上空白处:
2KClO3+2MnO2 2KMnO4+Cl2↑+O2↑,2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑,
K2MnO4 + Cl2=O2↑+______________+_______________。
反应结束后将固体混合物分离开的主要操作是________________________。
(3)已知Cl2O是酸性氧化物,将Cl2O通入到水中可得到一种酸性溶液,请写出该溶液具有的除酸性外的一种化学性质___________________。若将该气体通入到NaOH溶液中恰好完全反应,则溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_____________________。
(4)有同学计划用2L的食盐水将AgCl固体中所含有的1molAg2CO3转化为AgCl,列式求出此转化的平衡常数__________________________(已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(Ag2CO3)=8.4×10-12)。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
节能和减排建设友好型社会的必然选择。回答下列问题:
(1)已知在一定温度下,①C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH1=a kJ·mol-1 平衡常数K1;
②CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1 平衡常数K2。
某反应的平衡常数表达式K3= ,请写出此反应的热化学方程式______________,K1、K2、K3之间的关系是_____________。
(2)将原料气按n(CO2)∶n(H2)=1∶4置于密闭容器中发生CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如下图所示:
①该反应的平衡常数K随温度降低而________(填“增大”或“减小”)。
②在密闭恒温(高于100℃)恒容装置中进行该反应,达到平衡状态的是________。
a.混合气体密度不再改变 b.混合气体压强不再改变
c.混合气体平均摩尔质量不再改变 d.n(CO2)∶n(H2)=1:2
③200℃达到平衡时体系的总压强为P,该反应平衡常数Kp的计算表达式为______(不必化简,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)500℃时,CO与水反应生成CO2和H2,将其分离得到H2的过程示意图如下:
①阳极反应式是_______________________________________________。
②结合电极反应式,简述K2CO3溶液的再生原理___________________。
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