【題目】從廢舊鋰離子二次電池(主要成分為,還含有少量石墨和金屬鋼売、鋁箔等雜質(zhì))中回收鈷和鋰的工藝流程如下:回答下列問題:

(1)的電子式為__________。堿浸的目的是____________。

(2)“酸浸過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________,浸渣中含有的主要成分是_______________________

(3)“萃取凈化除去的雜質(zhì)離子除外,還有________(填離子符號)

(4)“苯取分離中鈷、鋰的萃取率與平衡時溶液的關(guān)系如圖所示,一般選擇5左右,理由是_____________________________________

(5)“沉鋰的溶解度隨溫度變化的曲線如圖所示:

①根據(jù)平衡原理分析在水中的溶解度隨溫度變化的原因______________。

②為獲得高純,提純操作依次為熱過濾、_______、烘干。

③若沉鋰,加入等體積等濃度溶液,則此時沉鋰率為________________。(已知)

【答案】 除去鋁 石墨 5左右時鈷、鋰的分離效率最高 溶解過程為放熱反應(yīng),溫度升高,溶解度減少 洗滌 88.0%

【解析】

廢舊鋰離子二次電池含有LiCoO2、少量石墨和鍍鎳金屬鋼殼、鋁箔以及鈣,加入氫氧化鈉溶液除去鋁。堿浸后的固體中加入硫酸和雙氧水與LiCoO2反應(yīng)生成Li2SO4COSO4,硫酸與金屬鋼殼反應(yīng),會有少量二價亞鐵離子的生成,在雙氧水的作用下,轉(zhuǎn)化為三價鐵離子,分離出浸渣。濾液中加入萃取劑A,除去Ni2+、Fe3+萃取凈化”后的溶液中加入萃取劑B,苯取分離鈷和鋰,有機相中加入硫酸反萃取,生成CoSO4,水溶液中加入Na2CO3生成Li2CO3沉淀,據(jù)此分析解答。

1為離子化合物,電子式為;廢舊鋰離子二次電池含有LiCoO2、少量石墨和鍍鎳金屬鋼殼、鋁箔等,加入氫氧化鈉溶液,只有鋁與其反應(yīng),其他成分不反應(yīng),故目的是除去鋁。

因此,本題正確答案是: ;除去鋁;

2LiCoO2中鈷顯+3價,從后面可以看出鈷顯+2價,除加入硫酸和雙氧水外,沒有加入還原劑了,所以雙氧水作還原劑,生成氧氣,故離子方程式為;石墨不溶解,存在于濾渣中。

因此,本題正確答案是:;石墨;

3)二次電池中含有鍍鎳金屬鋼殼,加入硫酸,會有少量二價亞鐵離子的生成,在雙氧水的作用下,轉(zhuǎn)化為三價鐵離子,存在于濾液中,故加入萃取液A,凈化時,除了鎳離子外,還有少量的鐵離子。

因此,本題正確答案是:;

4)由圖可知,pH2~5,隨pH值的增加,萃取率在增加,當(dāng)pH達到5左右,萃取率很高,接近100%,而若pH值再增加,萃取鋰的含量將增加,萃取鈷純度下降,故pH一般選擇5左右進行萃取實驗,使分離效率最高。

因此,本題正確答案是:5左右時鈷、鋰的分離效率最高;

5)①由圖可知,溶解度隨溫度的升高而降低,根據(jù)平衡移動的原理,溫度升高,平衡向吸熱方向進行,故此溶解為放熱過程。

因此,本題正確答案是:溶解過程為放熱反應(yīng),溫度升高,溶解度減少;

對物質(zhì)進行提純,在過濾和烘干之間,必須洗滌,以保證得到物質(zhì)純度較高。

因此,本題正確答案是:洗滌;

③加入等體積等濃度Na2CO3溶液,加入后體積變?yōu)樵瓉淼膬杀,故濃度變(yōu)樵瓉淼囊话,?/span>c(Li+)=c(CO32-)=0.5mol/L,2Li++CO32-=Li2CO3,故碳酸根過量,反應(yīng)后c(CO32-)=0.25mol/L,根據(jù),從而求得c(Li+)=0.06mol/L,故沉鋰率為100%=88.0%。

因此,本題正確答案是:88.0%。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硫酸亞鐵是一種重要的化工原料,可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)。下列說法錯誤的是

A. 堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體,可用作凈水劑

B. 為防止NH4HCO3分解,生產(chǎn)FeCO3需在較低溫度下進行

C. 可用KSCN溶液檢驗(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化

D. 常溫下,(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】利用廢蝕刻液()制備堿性蝕刻液[溶液]和的主要步驟:用氧化廢蝕刻刻液,制備氨氣,制備堿性蝕刻液[],固液分離,用鹽酸溶解沉淀并制備,下列實驗裝置和操作不能達到實驗?zāi)康牡氖?/span>

A. 制備

B. 制備并得到

C. 分離溶液和

D. 溶液蒸干制備

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】綠水青山就是金山銀山,研究NO2、NO、CO、NO2等大氣污染物和水污染物的處理對建設(shè)美麗中國具有重要意義。

(1)已知:①NO2(g) + CO(g) CO2(g) + NO(g)ΔH=-234 kJ/mol該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K1(下同)

N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH=+179.5 kJ/mol K2

2NO(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH=-112.3 kJ/mol K3

試寫出NOCO反應(yīng)生成無污染物氣體的熱化學(xué)方程式____________________

以及此熱化學(xué)方程式的平衡常數(shù)K=________(用K1、K2、K3表示)。

(2)①一定條件下,單位時間內(nèi)不同溫度下測定的氮氧化物轉(zhuǎn)化率如圖1所示。溫度高于710K時,隨溫度的升高氮氧化物轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是________

②已知:測定空氣中NOCO含量常用的方法有兩種:

方法1:電化學(xué)氣敏傳感器法。其中CO傳感器的工作原理如圖2所示,則工作電極的反應(yīng)式為____;

方法2:氧化還原滴定法。用H2O2溶液吸收尾氣、將氮氧化物轉(zhuǎn)化為強酸,用酸堿中和滴定法測定強酸濃度。寫出NOH2O2溶液反應(yīng)的離子方程式:________________。

(3)NO2會污染環(huán)境,可用Na2CO3溶液吸收NO2 并生成CO2,已知9.2gNO2氣體和Na2CO3溶液完全反應(yīng)時轉(zhuǎn)移電子0.1mol,恰好反應(yīng)后,使得溶液中的CO2完全逸出,所得溶被呈弱堿性,則溶液中存在的所有離子濃度大小關(guān)系是____________________________

(4)利用脫氮菌可凈化低濃度NO廢氣。當(dāng)廢氣在塔內(nèi)停留時間均為90s的情況下,測得不同條件下NO的脫氮率如圖I、Ⅱ所示。

①由圖I知,當(dāng)廢氣中的NO含量增加時,宜選用___________法提高脫氮的效率。

②圖中,循環(huán)吸收液加入Fe2+、Mn2+,提高了脫氮的效率,其可能原因為___________。

(5)研究表明:NaClO/H2O2酸性復(fù)合吸收劑可同時有效脫硫、脫硝。圖所示為復(fù)合吸收劑組成一定時,溫度對脫硫脫硝的影響。溫度高于60℃后,NO去除率下降的原因為___________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的甲醇制取低碳烯經(jīng)(技術(shù)獲得國家科學(xué)技術(shù)發(fā)明一等獎,該技術(shù)先由煤氣化制合成氣再由合成氣制甲醇和氨氣,最后由甲醇制乙烯和丙烯。

(1)煤氣化包含一系列化學(xué)反應(yīng),已知熱化學(xué)方程式:

則反應(yīng) _____

(2)以投料比合成甲醇:,溫度、壓強與的平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖所示

回答下列問題:

_____(填>)0

______(”)

,時,點的_____(>”或"<)

④若起始時提高投料比的平衡轉(zhuǎn)化率將_______(増大減小”)。

⑤參照下表,實際工業(yè)生產(chǎn)中大多采用,其優(yōu)點是____________。

span>方法

催化劑

條件

備注

特點

壓力

溫度

高壓法

二元催化劑

25~30

380~400

1924年工業(yè)化

(1)催化劑不易中毒,再生困難

(2)副反應(yīng)多

低壓法

三元催化劑

5

230~270

1966年工業(yè)化

(1)催化劑易中毒,再生容易,壽命為1~2

(2)副反應(yīng)少

(3)生成的反應(yīng)為 ,在催化劑作用下的反應(yīng)歷程如下(表示吸附態(tài))

化學(xué)吸附:;

表面反應(yīng),

脫附:

其中,的吸附分解反應(yīng)活化能高,速率慢,決定了合成氨的整體反應(yīng)速率.

①有利于提高合成氨平衡產(chǎn)率的條件有______(填字母)

A 低溫 B 高溫 C 低壓 D 高壓 E 催化劑

②標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù),其中為標(biāo)準(zhǔn)壓強(),為各組分的平衡分壓,如為平衡總壓,為平衡系統(tǒng)中的物質(zhì)的量分數(shù).已知起始時向一密閉容器中投入 ,反應(yīng) 在恒定溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓強下進行,的平衡產(chǎn)率為,則該反應(yīng)的________(用含的代數(shù)式表示)。下圖中可以表示標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)隨溫度的變化趨勢的是____________(填字母)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】早在2000多年前,人們發(fā)現(xiàn)柳樹皮中含有一種具有解熱鎮(zhèn)痛功效的物質(zhì)水楊酸,此后科學(xué)家對水楊酸的結(jié)構(gòu)進行一系列改造,合成出療效更佳的長效緩釋阿司匹林,其開發(fā)過程蘊含著重要的思想方法,請回答下列問題:

(1)水楊酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

①水楊酸中含氧官能團的名稱是____________、______________。

②下列關(guān)于水楊酸的說法正確的是__________。

A.分子式為C7H7O3

B.1 mol水楊酸能與2 molNaOH反應(yīng)

C.可發(fā)生加成、取代、消去反應(yīng)

(2)水楊酸的合成

①由,不采取甲苯直接與Br2直接反應(yīng),而是經(jīng)過步驟①~③,目的是_______________

②步驟④~⑥的順序能夠改為水解、酸化、氧化?____________(不能”),理由是__________________________________

(3)水楊酸具有解熱鎮(zhèn)痛的功效,但是其酸性很強,對人的腸胃有刺激性,容易引發(fā)胃潰瘍,1897年德國化學(xué)家菲利克斯·霍夫曼對水楊酸的結(jié)構(gòu)進行改造合成出阿司匹林。

①水楊酸的酸性主要來源于-COOH,將-OH轉(zhuǎn)化為-OOCCH3,可使-COOH的酸性大大降低。科學(xué)家的這一設(shè)計思路依據(jù)的原理是_________________________________________

②水楊酸到阿司匹林的反應(yīng)類型是_________

(4)1982年拜爾公司將阿司匹林與聚甲基丙烯酸借助乙二醇嫁接起來,研制出長效緩釋阿司匹林,可減少每天吃藥次數(shù),大大方便了人們對藥物的使用。

①長效緩釋阿司匹林在人體內(nèi)釋放出阿司匹林的反應(yīng)類型是______________

②寫出乙烯經(jīng)2步合成乙二醇的化學(xué)方程式_______________________、________________

③以烴A為原料,合成聚甲基丙烯酸的路線如下:

已知:

(R、R’為烴基或氫原子)

請?zhí)顚懹袡C物A~D的結(jié)構(gòu)簡式,在所有箭頭上標(biāo)注試劑和條件_______________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】寫出下列物質(zhì)在水溶液中的電離方程式:

(1)HClO___________________________________________________

(2)Ba(NO3)2______________________________________________

A層:(3)NaHSO4____________________________________________

NH3·H2O_____________________________________________________

B層:(3)H2CO3______________________________________________

Fe(OH)3____________________________________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】化合物環(huán)丁基甲酸(H)是一種應(yīng)用廣泛的有機物,合成化合物H的路線如圖:

(1)A屬于烯烴,其結(jié)構(gòu)簡式為______________,由A→B的反應(yīng)類型是___________。

(2)D中官能團的名稱是_________________,由D→E的反應(yīng)類型是________________。

(3)E的名稱是_______________。

(4)寫出FNaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________。

(5)MG的同分異構(gòu)體,且滿足以下條件:①能使溴的四氯化碳溶液褪色;②1mol M與足量飽和NaHCO3反應(yīng)產(chǎn)生88g氣體;③核磁共振氫譜為2組峰;則M的結(jié)構(gòu)簡式為(不考慮立體異構(gòu),只寫一種)________________,N是比M少一個碳原子的同系物,則N的同分異構(gòu)體有_________種。

(6)參照上述合成路線,以和化合物E為原料(無機試劑任選),設(shè)計制備的合成路線________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】無色的混合氣體甲,可能含NOCO2、NO2N2中的幾種,將一定量的甲氣體經(jīng)過如圖實驗的處理,結(jié)果得到酸性溶液,而幾乎無氣體剩余,則甲氣體的組成為(

A.NO2、N2B.NOCO2

C.NO2、CO2D.NOCO2、N2

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