（2）加热时应避免药品分解，抽滤时应避免倒吸； （3）为减少产品溶解，可用酒精洗涤； （4）Na2S2O3为强碱弱酸盐，水解呈碱性； （5）Na2S2O3可被氯气氧化生成硫酸根离子；

（6）滴定终点，溶液蓝色褪色，结合2ClO2～5I2～10S2O3计算浓度。

【解答】解：（1）由装置图可知仪器B为球形冷凝管，故答案为：球形冷凝管；

（2）加热时应避免温度高于48℃，Na2S2O3?5H2O发生分解，抽滤时应避免倒吸，如欲停止抽滤，应先将吸滤瓶支管上的橡皮管拔下，再关抽气泵，其原因是避免发生水倒吸， 故答案为：避免温度高于48℃，Na2S2O3?5H2O发生分解；避免发生水倒吸； （3）洗涤时为尽可能避免产品损失应选用乙醇，故答案为：B；

（4）Na2S2O3为强碱弱酸盐，水解呈碱性，离子方程式为S2O3+H2O?HS2O3+OH， 故答案为：S2O3+H2O?HS2O3+OH；

（5）实验②中发生的离子反应方程式为S2O3+5H2O+4Cl2+2Ba＝2BaSO4↓+8Cl+10H， 故答案为：S2O3+5H2O+4Cl2+2Ba＝2BaSO4↓+8Cl+10H；

（6）滴定终点，溶液蓝色褪色，且半分钟内不恢复，反应的关系式为2ClO2～5I2～10S2O3，n（Na2S2O3）＝V2c×10mol，则c（ClO2）

﹣3

2﹣

2﹣

2+

﹣

+

2﹣

2+

﹣

+

2﹣

﹣

﹣

2﹣

﹣

﹣

2﹣

＝mol/L，

故答案为：溶液蓝色褪去，并在半分钟内不恢复；。

【点评】本题考查物质制备、含量的测定，为高频考点和常见题型，明确实验原理及物质性质是解本题关键，侧重考查学生获取信息、自学能力及分析解答问题能力，熟悉操作过程中发生的反应及基本操作方法，题目难度中等。

16．（15分）废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等）可通过下列实验方法回收钴，并制备金属锂。

已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：

页 21第

氢氧化物 开始沉淀pH 完全沉淀pH

Fe（OH）3 2.7 3.7

Al（OH）3 3.7 4.7

Mg（OH）2 9.6 11

②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表：

温度/℃

0

10

20

50

75

100

Li2CO3的溶解度/g 1.539 1.406 1.329 1.181 0.866 0.728

（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为 +3 。

（2）上述流程中为加快化学反应速率而采取的措施是 研磨 。 （3）在上述溶解过程中，通入SO2的目的为 将Co还原为Co 。 （4）加NaOH调pH的目的是 将Fe、Al转化为沉淀除去 。

（5）写出“沉钴”过程中发生反应的离子方程式 Co+2OH＝Co（OH）2↓ 。

（6）洗涤所得Li2CO3沉淀要使用 热水 （填“热水”或“冷水”），将氯化锂溶液蒸干的过程中还需不断通入HCl气体，其作用是 抑制LiCl水解，同时带走水蒸气 。

（7）Co（OH）2在空气中加热时，固体残留率随温度的变化如图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水，则1000℃时，剩余固体的成分为 CoO （填化学式）。

2+

﹣

3+

3+

3+

2+

【分析】正极材料为LiCoO2的锂离子电池，正极材料试样（主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等），加入稀硫酸溶解后铁、铝溶解生成硫酸亚铁、硫酸铝，加入硫代硫酸钠，S2O3被氧化成SO4，生成的溶液中含有硫酸锂、硫酸钴、硫酸钠，加入氢氧化钠溶液并通入空气氧化亚铁离子为铁离子，形成铁离子、铝离子的沉淀，滤液中继续加入氢氧化钠调节溶液PH，沉淀钴，过滤得到氢氧化钴，滤液中加入氢氧化钠、碳酸钠调节溶液PH沉淀锂离子形成碳酸锂，加入盐酸生成氯化锂，加热蒸干，电解得到锂，以此解答该题。

【解答】解：（1）LiCoO2中，Li为+1价、O为﹣2价，则Co元素的化合价为+3，故答案为：+3；

页

22第

2﹣

2﹣

（2）将固体研磨的目的是为加快化学反应速率，故答案为：研磨；

（3）二氧化硫具有还原性，通入二氧化硫，可将Co还原为Co，故答案为：将Co还原为Co； （4）滤液中含有Fe、 Al，加NaOH调pH的目的是将Fe、 Al转化为沉淀除去，故答案为：将Fe、 Al转化为沉淀除去；

（5）“沉钴”过程中发生反应的离子方程式为Co+2OH＝Co（OH）2↓，故答案为：Co+2OH＝Co（OH）

2

2+

﹣

2+

﹣

3+

3+

3+

3+

3+

3+

3+

2+

3+

2+

↓；

（6）温度升高，溶解度降低，则应用热水洗涤，避免碳酸锂溶解，将氯化锂溶液蒸干的过程中还需不断通入HCl气体，其作用是 抑制LiCl 水解，同时带走水蒸气， 故答案为：热水； 抑制LiCl 水解，同时带走水蒸气；

（7）根据质量守恒定律，在变化过程中，Co的质量没有变，假设原始固体质量为100g，则n（Co）＝

mol，m（Co）＝100×

g；

：[（80.65﹣100

在1000℃时，固体质量不再变化，说明Co（OH）2完全分解，n（Co）：n（O）＝×

）×

]＝1：1，剩余固体成分为CoO，

故答案为：CoO。

【点评】本题考查物质的分离提纯的综合实验设计，为高频考点，侧重于学生的分析、实验能力的考查，本题注意把握制备流程和基本实验操作方法，侧重流程分析及除杂反应等知识点考查，题目难度中等。 17．（14分）研究大气污染物的处理，对缓解和治理环境污染、保护我们赖以生存的地球，具有十分重要的意义。

（1）已知：C（s）+O2（g）═CO2（g）△H＝﹣393.5/kJmol N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H＝+180kJ/mol

则C（s）+2NO（g）═CO2（g）+N2（g） 的△H＝ ﹣573.5 kJ/mol。

（2）在一定温度下，向2L的恒容密闭容器中充入4.0 mol NO2和4.0 mol CO，在催化剂作用下发生反应4CO（g）+2NO2（g）?4CO2（g）+N2（g），测得相关数据如表所示：

t/min

0 4.0 0

5 3.4 0.30

10 3.12 0.44

15 3.0 0.50

20 3.0 0.50

n（ NO2）/mol n（ N2）/mol

①在0～5 min内，用CO2的浓度变化表示的反应速率为 0.12mol/（L?min） 。

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②此温度下的化学平衡常数K的表达式为 K＝ 。

（3）用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为C（s）+2NO（g）?CO2（g）+N2（g）。某研 究小组向2L密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO，保持温度和体积不变，发生上述反应。 ①下列描述能说明上述反应已达平衡的是 A、B （填标号）。 A．活性炭的质量不再变化 B．容器中气体的密度保持不变 C．2v （NO）正 ＝v （N2）逆 D．

保持不变

②压强为p时，催化剂的催化效率、氮气的生成速率与温度的关系如图所示。当氮气的生成速率主要取决于温度时，对应的温度范围是 300～400℃ 。

（4）肼（N2H4）是无色液体，具有强还原性。

①肼的水溶液显弱碱性，其电离过程与NH3?H2O类似，则第一步电离方程式为 N2H4?H2O?N2H5+OH（或N2H4+H2O?N2H5+OH） 。

②新型N2H4燃料电池产物对环境没有污染，该电池以固体氧化物为电解质（能传导O）。写出负极的电极反应式 N2H4﹣4e+2O＝N2↑+2H2O 。

【分析】（1）根据已知焓变的热化学方程式推导所求反应，再由盖斯定律计算所求反应的焓变； （2）①根据表中数据计算N2的生成速率，再由化学反应速率之比等于化学计量数之比计算CO2的反应速率； ②平衡常数K＝

；

﹣

2﹣

2﹣

+

﹣

+

﹣

（3）①利用化学平衡状态的特征判断，据此逐项分析；

②氮气的生成速率主要取决于温度时，说明此时要把催化剂活性降到最低，并且随着温度上升，N2生成速率增加；

（4）①根据NH3显碱性的方程式书写N2H4显碱性的方程式；

②燃料电池负极发生氧化反应，N2H4转化为N2，据此写出负极的电极反应。 【解答】解：（1）已知：①C（s）+O2（g）═CO2（g）△H1＝﹣393.5/kJmol

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