2020-2021备战高考化学二轮化学反应速率与化学平衡专项培优及答案解析.docx

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1、2020-2021备战高考化学二轮化学反应速率与化学平衡专项培优及答案解析一、化学反应速率与化学平衡1．锂离子电池能够实现千余次充放电，但长时间使用后电池会失效，其中的化学试剂排放至环境中不仅会造成环境污染，还会造成资源的浪费。实验室模拟回收锂离子电池中的Co、Ni、Li的流程如图。已知：LiCoO2难溶于水，易溶于酸。回答下列问题：（1）LiCoO2中Co的化合价是__。（2）LiCoO2在浸出过程中反应的离子方程式是__。（3）浸出剂除了H2O2外，也可以选择Na2S2O3，比较二者的还原效率H2O2__(填“>或”“<”)Na2S2O3(还原效率：还

2、原等物质的量的氧化剂消耗还原剂的物质的量)。（4）提高浸出效率的方法有__。（5）利用Cyanex272萃取时，pH对钴、镍萃取分离效果的影响如图。从图中数据可知，用Cyanex272萃取分离时，最佳pH是__。（6）反萃取的离子方程式为2H++CoR=Co2++2HR，则反萃取剂的最佳选择是__。（7）常温下，若水相中的Ni2+的质量浓度为1.18g·L-1，则pH=__时，Ni2+开始沉淀。-15[Ksp(Ni(OH)2=2×10]（8）参照题中流程图的表达，结合信息设计完成从水相中分离Ni和Li的实验流程图(如图)___。已知：提供的无机试剂：NaO

3、H、Na2CO3、NaF。【答案】+32LiCoO+6H++H2O2=2Co2++O2↑+2Li++4H2O<适当升高温度，适当增加H2SO4浓度5.5H2SO47.5①NaOH②Ni(OH)2③NaF【解析】【分析】(1)通过化合物中各元素化合价代数和为0进行计算；(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO4，可知LiCoO2与H2O2在酸性条件下发生氧化还原反应，根据氧化还原反应的规律写出化学方程式；(3)根据等物质的量H2O2和Na2S2O3作为还原剂转移电子的多少进行判断；(4)提高浸出效率即提高化学反应速率；(5)分离Co2+

4、和Ni2+时，由于Co2+进入有机相，Ni进入水相，因此，应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的pH范围；(6)将钴洗脱进入水相中时，应该使反应向正反应方向移动，同时不能引入新杂质；(7)根据Ksp(Ni(OH)2的表达式进行计算；(8)根据表格中所给物质溶解度信息，调节pH应该用碱性物质，但要考虑分离Ni和Li元素不能使Ni和Li元素同时沉淀。【详解】(1)LiCoO中O元素为-2价，Li为+1价，根据化合物中各元素化合价代数和为0进行计算得2Co的化合价为+3价；(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO4，可知LiCoO2与H2O2在酸性条件下发生氧化还

5、原反应，化学方程式为：2LiCoO2+6H++H2O2=2Co2++O2↑+2Li++4H2O；(3)1molH2O作为还原剂转移2mol电子，1molNa2SO作为还原剂转移8mol电子，则223Na2S2O3的还原效率更高；(4)提高浸出效率可以适当升高温度，适当增加H2SO4浓度等；(5)分离Co2+和Ni2+时，由于Co2+进入有机相，Ni进入水相，因此，应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的pH范围，所以最佳pH是5.5；(6)将钴洗脱进入水相中时，应该使反应向正反应方向移动，同时，为不引入新杂质，反萃取剂最好选择H2SO4；2+)=1.18-(7

6、)c(Nimol/L=0.02mol/L，则开始沉淀时，c(OH)＝59Ksp(NiOH2)21015-6.5==10mol/L，则pH=14-6.5=7.5；0.020.02(8)根据表格中所给物质溶解度信息，调节pH应该用碱性物质，但要考虑分离Ni和Li元素不能使Ni和Li元素同时沉淀，所以选用NaOH，则Ni(OH)2先沉淀，过滤后滤液中加入NaF生成LiF沉淀。【点睛】本题(5)选择合适的pH时，注意读懂图中信息，要根据实验的具体操作情况来分析。2．某课外活动小组对“外界条件对铜与稀硝酸反应速率的影响”作了如下探究．（1）现有以下仪器和用品：橡胶管

7、、秒表、温度计、amol/L稀硝酸、bmol/L稀硝酸及下图中仪器．①写出本实验的化学方程式，并标出电子转方向和数目：__________________________．②设计实验方案：在_________________下，测定________________________________．③在答卷的图中将A、B、C、D、几处用橡胶管以正确方式连接起来，以测定反应所产生气体的体积（三个容器中的液体和水都已画出）_______________．④测定前，为避免NO被氧化为NO2，要用CO2排出锥形瓶和橡胶管中的空气：在锥形瓶中加入铜片后松开K2

8、弹簧夹，从K2处的橡胶管向装置中通入CO2，此时K1处应进行的操作