【題目】鋰離子電池應(yīng)用十分廣泛,從廢舊鉆酸鋰(LiCoO2)鋰離子電池中回收鋁、鐵、鈷、鋰等元素成了重要的研究課題。現(xiàn)欲利用圖19所示的工藝流程回收廢舊電池中的某些金屬資源(部分條件未給出);卮鹣铝袉(wèn)題:

已知:濾液1中陽(yáng)離子有H+Co2+、Fe2+、Al3+Li+等;

兩種物質(zhì)不同溫度下的溶解度如下表所示:

(1)鈷酸鋰( LiCoO2)鈷元素的化合價(jià)為___________。

(2)浸泡時(shí)加入Na2SO3的主要目的是______________________;可用鹽酸代替H2SO4Na2SO3的混合液,但缺點(diǎn)是______________________

(3)濾液1中加入NaClO3的主要目的是______________________(用離子方程式表示)。

(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105mo·L1時(shí)已沉淀完全)加入氨水調(diào)節(jié)pH的最小值是___________。(已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×1039,Ksp[Al(OH)3]=2.7×10341g3=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)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,利用如圖所示的裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOHLiCl溶液。B極區(qū)電解液為___________(填化學(xué)式)溶液;陽(yáng)極電極反應(yīng)式為______________________;電解過(guò)程中Li+___________(“A”“B”)電極遷移。

【答案】+3 Co3+還原為Co2+ Cl-被氧化生成Cl2,對(duì)環(huán)境污染較大 6Fe2++ ClO3+ 6H+==6Fe3++Cl+ 3H2O 4.52 Li2CO3溶解度隨溫度升高而減小,熱水洗滌可減小Li2CO3損失 LiOH 2Cl- -2eˉ==Cl2 B

【解析】

本題要回收鋁、鐵、鈷、鋰等元素,利用SO32-的還原性,NaClO3的氧化性處理鈷、鐵,然后調(diào)節(jié)pH將鋁、鐵分離,最后結(jié)晶回收鋰。

1)由化合價(jià)代數(shù)和為0算出鈷酸鋰( LiCoO2)中鈷元素的化合價(jià)為+3;

(2)SO32-的具有還原性,可將Co3+還原為Co2+,若用鹽酸代替,Cl-被氧化產(chǎn)生Cl2,對(duì)環(huán)境污染較大;

3NaClO3具有氧化性,可將溶液中Fe2+完全轉(zhuǎn)化為Fe3+,對(duì)應(yīng)離子反應(yīng)方程式為:6Fe2++ ClO3+ 6H+==6Fe3++Cl+ 3H2O;

4)因Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Al(OH)3],當(dāng)Al3+沉淀完全時(shí),Fe3+也必然沉淀完全,由,則,故pH=-lgc(H+)=4.52;

5)由信息可知,Li2CO3溶解度隨溫度升高而減小,熱水洗滌可減小Li2CO3損失;

(6)由B極區(qū)產(chǎn)生H2可知B極為陰極,發(fā)生的反應(yīng)為2H2O +2eˉ==H2↑+2OH-,則B極區(qū)電解液為LiOH溶液,陽(yáng)極區(qū)電解液為LiCl溶液,電極反應(yīng)為2Cl- -2eˉ==Cl2,陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),即Li+B電極遷移。

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】在一定的溫度下,將2mol A3mol B充入一密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):aA(g)+B(g)C(g)+D(g),5 min后達(dá)到平衡。已知該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1,在t0時(shí)刻,若保持溫度不變將容器的體積擴(kuò)大為原來(lái)的10倍,A的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化,則下列說(shuō)法正確的是(  )

A. 正反應(yīng)是一個(gè)體積減小的反應(yīng),a=2

B. 速率隨時(shí)間的變化關(guān)系可用上圖表示

C. 達(dá)平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為40%

D. 為提高A的轉(zhuǎn)化率,可采取升高溫度的措施

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】觀察下圖,下列敘述正確的是

A. 若該圖表示的是活細(xì)胞的各化學(xué)元素的含量,則甲為碳元素

B. 若該圖表示的是細(xì)胞各化學(xué)元素占干重的百分比,則甲為氧元素

C. 若該圖為活細(xì)胞的化合物組成情況,則甲中含有的元素為C、H、0

D. 若該圖是完全脫水后的細(xì)胞的化合物組成情況,則甲是蛋白質(zhì)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】一種“全氫電池”的工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A. 電流方向是從吸附層M通過(guò)導(dǎo)線到吸附層N

B. 離子交換膜可阻止左邊的堿性溶液和右邊的酸性溶液發(fā)生中和

C. Na+從右邊穿過(guò)離子交換膜向左邊移動(dòng)

D. 正極的電極反應(yīng)是H2-2e+2OH=2H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于有機(jī)物的說(shuō)法正確的是(   )

A. 乙烯使溴水褪色說(shuō)明乙烯與溴發(fā)生了取代反應(yīng)

B. 乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2CH2

C. 甲烷、乙烯和苯的分子中原子都在同一平面上

D. 西氣東輸中的主要成分是甲烷

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】蓓薩羅丁是一種治療頑固性皮膚T細(xì)胞淋巴瘤的藥物,其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

A. 分子中所有碳原子在同一平面內(nèi)

B. 既能發(fā)生加成反應(yīng),又能發(fā)生消去反應(yīng)

C. 能使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色,且原理相同

D. 1mol蓓薩羅丁分別與足量的Na、 NaHCO3反應(yīng),產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為l︰2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】將生物質(zhì)氣(主要成分為CO、CO2H2)甲烷化是改善燃?xì)赓|(zhì)量、改善燃?xì)鉄嶂档挠行侄沃。在催化劑的作用下,某密閉容器中,進(jìn)行生物質(zhì)氣甲烷化時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)為

①CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) △H1;

②CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H2=165.1kJ·mol1

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=41.2kJ·mol1。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)△H1=___________,該反應(yīng)在___________(高溫低溫”)條件下能夠自發(fā)進(jìn)行。

(2)在合成氣投料比保持恒定時(shí),體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。α(CO)隨溫度升高而減小的原因是______________________。圖中的壓強(qiáng)由大到小的順序?yàn)?/span>___________。

(3)溫度為T1,在三個(gè)容積均為1L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g),該反應(yīng)中,正反應(yīng)速率為v=kc(CO)c3(H2),逆反應(yīng)速率為v=kc(CH4)·c(H2O),k、k為速率常數(shù),受溫度影響。在第I個(gè)容器中,3min反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),CH4CO的體積分?jǐn)?shù)相同,則氫氣的速率v(H2)=___________;下列說(shuō)法正確的是___________(填序號(hào))。

A.當(dāng)溫度改變?yōu)門2時(shí),若k=1.5k,則T2>T1

B.達(dá)平衡時(shí),容器Ⅱ中H2的體積分?jǐn)?shù)小于25%

C.達(dá)平衡時(shí),容器Ⅲ與容器I中的總壓強(qiáng)之比小于19︰20

D.達(dá)平衡時(shí),容器Ⅱ中α(CO)大于容器I中α(CO)

(4)甲烷可作燃料電池的原料,若電解質(zhì)為鹽酸,當(dāng)外電路轉(zhuǎn)移16mol電子時(shí)(不考慮電子的損失),將負(fù)極產(chǎn)生的氣體全部通入到2L1.5mol/LNaOH溶液中充分反應(yīng),則溶液中所有離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是______________________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法不正確的是

A.乙烯的官能團(tuán)是碳碳雙鍵

B.75%的乙醇溶液可以殺菌消毒

C.乙酸的酸性比碳酸弱

D.酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2Al2O3,不考慮其他雜質(zhì))制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O),設(shè)計(jì)了如下流程:

下列說(shuō)法不正確的是( )

A. 溶解燒渣選用足量硫酸,試劑X選用鐵粉

B. 固體1中一定含有SiO2,控制pH是為了使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,進(jìn)入固體2

C. 從溶液2得到FeSO4·7H2O產(chǎn)品的過(guò)程中,須控制條件防止其氧化和分解

D. 若改變方案,在溶液1中直接加NaOH至過(guò)量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSO4·7H2O

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案