Question

【題目】鈷及其化合物可應用與催化劑、電池、顏料與染料等。

(1)CoO是一種油漆添加劑，可通過反應①②制備。

①2Co(s)+O2(g)=2CoO(s) ΔH1=akJ·mol-1

②2CoCO3(s) =CoO(s) + CO2 (g) ΔH2=akJ·mol-1

則反應2Co(s)+O2(g)+2CO2(g)=2CoO3(s) 的ΔH=_________。

(2)某鋰電池的電解質可傳導Li+，電池反應式為：LiC6+CoO2C6+LiCoO2

①電池放電時，負極的電極反應式為_________，Li+向______移動（填“正極”或“負極“）。

②一種回收電極中Co元素的方法是：將LiCoO2與H2O2、H2SO4反應生成CoSO4。該反應的化學方程式為___________________。

(3)BASF高壓法制備醋酸采用鈷碘催化循環過程如圖-1所示，該循環的總反應方程式為_________________(反應條件無需列出)

(4)某含鈷催化劑可同時催化去除柴油車尾氣中的碳煙(C)和NOx。不同溫度下，將10mol模擬尾氣（成分如下表所示）以相同的流速通過該催化劑，測得所有產物(CO2、N2、N2O)與NO的相關數據結果如圖-2所示.

模擬尾氣	氣體			碳煙
	NO	O2	He
物質的量分數或物質的量	0.25%	5%	94.75%	a mol

①380℃時，測得排出的氣體中含0.45 mol O2和0.0525 mol CO2，則Y的化學式為__________________。

②實驗過程中采用NO模擬NOx,，而不采用NO2的原因是______________________。

Answer 1

【答案】 (a-2b)kJ·mol-1 LiC6-e-═Li++C6 正極 2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═LiSO4+2CoSO4+4H2O+O2↑ CO+CH3OH→CH3COOH N2O 真實的尾氣中的NOx以NO為主（或NO較NO2穩定，NO2氣體中存在N2O4，不便于定量測定）

【解析】 (1) ①2Co(s)+O2(g)=2CoO(s) ΔH1=akJ·mol-1，②2CoCO3(s) =CoO(s) + CO2 (g) ΔH2=akJ·mol-1，根據蓋斯定律，將①-②×2得：2Co(s)+O2(g)+2CO2(g)=2CoO3(s) ，ΔH= (a-2b)kJ·mol-1，故答案為：(a-2b)kJ·mol-1；

(2)某鋰電池的電解質可傳導Li+，電池反應式為：LiC6+CoO2C6+LiCoO2

①電池放電時，負極發生氧化反應，反應的電極反應式為LiC6-e-═Li++C6，原電池中，陽離子向正極移動，Li+向正極移動，故答案為：LiC6-e-═Li++C6；正極；

②將LiCoO2與H2O2、H2SO4反應生成CoSO4，反應的化學方程式為2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═LiSO4+2CoSO4+4H2O+O2↑，故答案為：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═LiSO4+2CoSO4+4H2O+O2↑；

.(3)根據圖-1所示，該循環的總反應方程式為CO+CH3OH→CH3COOH，故答案為：CO+CH3OH→CH3COOH；

(4)①10mol模擬尾氣中含有0.025molNO，0.5mol O2，380℃時，測得排出的氣體中含0.45 mol O2和0.0525 mol CO2，因此反應的氧氣為0.05mol，根據圖像反應的NO為（8%+16%）×0.025mol=0.006mol，根據N守恒，生成的N2或N2O的物質的量分別為0.001mol和0.002mol，設N2O的物質的量為x，根據O原子守恒，0.006mol+0.05mol×2=0.0525 mol×2+x，解得x=0.001mol，因此Y為N2O，故答案為：N2O；

②真實的尾氣中的NOx以NO為主，而且NO較NO2穩定，NO2氣體中存在N2O4，不便于定量測定，因此實驗過程中采用NO模擬NOx,，而不采用NO2，故答案為：真實的尾氣中的NOx以NO為主。