【題目】目前鈷酸鋰(LiCoO2)鋰離子電池應(yīng)用十分廣泛從廢舊鈷酸鋰?yán)黼x子電池中回收鋁、鐵、鈷、鋰等元素成了重要的研究課題,某小組模擬工業(yè)流程從廢舊電池中對(duì)上述元素進(jìn)行提取。

已知:①濾液1中陽(yáng)離子有H+、CO3+、Fe3+、Al3+、Li+等;

②幾種物質(zhì)不同溫度下的溶解度如下表所示:

T/℃

20

40

60

80

S(Li2CO3)/g

1.33

1.17

1.01

0.85

S(Li2SO4)/g

34.2

32.8

31.9

30.7

(1)鈷酸鋰(LiCoO2)中鈷元素的化合價(jià)是_______________。

(2)上述流程中將CoO2-轉(zhuǎn)化為Co3+的離子方程式為_________________。

(3)濾液1中加入Na2SO3的主要目的是_____________________;加入NaClO3的主要目的是____________。

(4)為了使Fe3+、Al3+沉淀完全(通常認(rèn)為金屬離子濃度小于或等于10-5mol·L-1時(shí)表示已沉淀完全)加入氨水調(diào)節(jié)pH的最小值是____________(保留一位小數(shù))。{已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39,Ksp[Al(OH)3]=2.7×10-34,lg3=0.52}

(5)濾液3中加入飽和Na2CO3溶液,過(guò)濾后,需要用“熱水洗滌”的原因是_________。

(6)為得到高純度的Li2CO3,需將粗產(chǎn)品Li2CO3與鹽酸反應(yīng)制得的LiCl進(jìn)行電解。其原理如圖所示:

①電解時(shí)陽(yáng)極的電解反應(yīng)式為_____________________

②電解后向產(chǎn)品LiOH溶液中加入過(guò)濾NH4HCO3溶液生成Li2CO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

【答案】+3 4H++CoO2=== 2H2O+Co3+ Co3+氧化為Co2+ Fe2+氧化為Fe3+ 4.5 Li2CO3溶解度隨溫度升高而減小,熱水洗滌可減少Li2CO3的損失 2Cl--e-===Cl2 2LiOH+2NH4HCO3===Li2CO3 + (NH4 )2CO3 + 2H2O

【解析】

1)鈷酸鋰(LiCoO2)中鋰的化合價(jià)為+1、氧為-2價(jià),根據(jù)化合物化合價(jià)代數(shù)和為0可知,鈷元素的化合價(jià)是+3價(jià);(2)根據(jù)流程可知,廢舊電池燃燒除去碳及有機(jī)物后利用硫酸浸泡得到的濾液1中陽(yáng)離子有H+、CO3+、Fe3+、Al3+Li+等;故將CoO2-轉(zhuǎn)化為Co3+的離子方程式為4H++CoO2=== 2H2O+Co3+;(3)濾液1中陽(yáng)離子有H+、CO3+Fe3+、Al3+Li+等;亞硫酸鈉具有還原性,能將Co3+氧化為Co2+;NaClO3具有氧化性,能將浸出液中的Fe2+氧化為Fe3+;(4)依據(jù)已知的Ksp[Al(OH)3]=2.7×10-34,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39,可以求得Al3+和Fe3+完全以氫氧化物沉淀時(shí)(即金屬離子濃度小于10-5mol·L-1時(shí))的pH分別為:4.5和3.4;,加入氨水調(diào)節(jié)pH的最小值是4.5;(5)濾液3中加入飽和Na2CO3溶液,過(guò)濾后,需要用“熱水洗滌”的原因是Li2CO3溶解度隨溫度升高而減小,熱水洗滌可減少Li2CO3的損失;(6)①電解LiCl溶液時(shí)陽(yáng)極氯離子失電子產(chǎn)生氯氣,電解反應(yīng)式為2Cl--e-=Cl2↑;②電解后向產(chǎn)品LiOH溶液中加入過(guò)濾NH4HCO3溶液生成Li2CO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2LiOH+2NH4HCO3===Li2CO3 + (NH4 )2CO3 + 2H2O。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】一定條件下向某密閉容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三種氣體,圖1表示各物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化,圖2表示速率隨時(shí)間的變化。t2、t3、t4、t5時(shí)刻后各改變一種條件,且改變條件均不同。若t4時(shí)刻改變條件是壓強(qiáng),則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A. t1=15s,則前15s的平均反應(yīng)速率v(C)=0.004mol·L-1·s-1

B. 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3A(g) B(g)+2C(g)

C. t2、t3、t5時(shí)刻改變的條件分別是升高溫度、加入催化劑、增大反應(yīng)物濃度

D. B的起始物質(zhì)的量為0.04mol

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示是一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料,氧氣為氧化劑,某固體氧化物為電解質(zhì)的新型燃料電池。該固體氧化物電解質(zhì)的工作溫度高達(dá)700 -900℃時(shí),O2-可在該固體氧化物電解質(zhì)中自由移動(dòng),反應(yīng)生成物均為無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)。下列說(shuō)法正確的是

A. 電極甲發(fā)生還原反應(yīng)

B. 電池內(nèi)的O2-由電極乙移向電極甲

C. 電池總反應(yīng)為N2H4 +2O2= 2NO +2H2O

D. 當(dāng)甲電極上有lmol N2H4消耗時(shí),乙電極上有22.4L O2參與反應(yīng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列實(shí)驗(yàn)裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>

A. 裝置Ⅰ:先從口進(jìn)氣收集滿CO2,再?gòu)?/span>口進(jìn)氣,可收集NO氣體

B. 裝置Ⅱ:可用該裝置分離葡萄糖和淀粉的混合溶液

C. 裝置Ⅲ:試管中盛有酸性高錳酸鉀溶液可驗(yàn)證乙烯具有還原性

D. 裝置Ⅳ:證明鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)空氣參加反應(yīng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】物質(zhì)燃燒的條件是

A.與大量空氣接觸B.與空氣接觸

C.與空氣的接觸面要大D.溫度要達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)如下表: (請(qǐng)用化學(xué)用語(yǔ)答題)

元素代號(hào)

X

Y

Z

M

R

原子半徑/nm

0.186

0.102

0.075

0.074

0.143

主要化合價(jià)

1

6 -2

5。3

2

3

(1) M在元素周期表中的位置為_____________

(2)XY按原子個(gè)數(shù)比11構(gòu)成的物質(zhì)的電子式為____;所含化學(xué)鍵類型______

(3)X、 Y2M2R3+離子半徑大小順序?yàn)?/span>__________。

(4) 寫(xiě)出Z元素氣態(tài)氫化物的形成過(guò)程___________

(5)YM2通入FeCl3溶液中的離子方程式:______

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】設(shè)NA代表阿伏加德羅常教的值,N表示粒子數(shù)。下列敘述正確的是

A. 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,78g苯的碳碳雙鍵數(shù)目為3NA

B. 1molCl2通入水中,則N(HClO)+N(C1-)+N(C1O-)=2NA

C. CO2通過(guò)Na2O2使其增重ag時(shí),反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為aNA/44

D. 200g 30%的甲醛(HCHO)或醋酸溶液中含有的C原子總數(shù)都為2NA

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某溫度時(shí),在2 L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)XY反應(yīng)生成氣態(tài)物質(zhì)Z,它們的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如下表所示。

(1)根據(jù)下表中數(shù)據(jù),在下圖中畫(huà)出X、Y、Z的物質(zhì)的量(n)隨時(shí)間(t)變化的曲線:_________

t/min

X/mol

Y/mol

Z/mol

0

1.00

1.00

0.00

1

0.90

0.80

0.20

3

0.75

0.50

0.50

5

0.65

0.30

0.70

9

0.55

0.10

0.90

10

0.55

0.10

0.90

14

0.55

0.10

0.90

(2)體系中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________________;

(3)列式計(jì)算該反應(yīng)在0~3 min時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應(yīng)速率:_________________________

(4)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率α等于__________________________________________ ;

(5)如果該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。改變實(shí)驗(yàn)條件(溫度、壓強(qiáng)、催化劑)得到Z隨時(shí)間變化的曲線1、2、3(如下圖所示)則曲線1、2、3所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變分別是:1___________________,2_______________________,3______________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān).下列敘述正確的是( 。

A. 采用催化措施,將汽車(chē)尾氣中的CO和NO轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體

B. 合金材料中不可能含有非金屬元素

C. 信息產(chǎn)業(yè)中的光纜的主要成分是單質(zhì)硅

D. 14C可用于文物年代的鑒定,14C與12C互為同素異形體

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案