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菁優(yōu)網(wǎng)氫氧化鈷[Co(OH)2]是鋰電池正極材料鈷酸鋰(LiCoO2)的前驅(qū)體.以CoSO4溶液、NaOH溶液、氨水和水合肼為原料可制得微米級Co(OH)2
已知:①Co2+、Co3+易與NH3形成絡(luò)合物,[Co(NH36]2+的還原性強(qiáng)于Co(OH)2和Co2+;
②水合肼N2H4?H2O為無色油狀液體,具有強(qiáng)還原性,氧化產(chǎn)物為N2;
③沉淀的生成速率越快,顆粒越小,呈凝乳狀或膠體,不易過濾.
(1)60℃時(shí)在攪拌下向CoSO4溶液中加入氨水,調(diào)節(jié)pH至6后,再加入NaOH溶液,調(diào)節(jié)pH至9.5左右,一段時(shí)間后,過濾、洗滌,真空烘干得微米級Co(OH)2
①制備時(shí),在加入NaOH溶液前必須先加氨水的原因是
Co2+與NH3形成絡(luò)合物[Co(NH36]2+,使溶液在Co2+的濃度減小,可以降低Co2+與OH-反應(yīng)生成Co(OH)2沉淀的速率
Co2+與NH3形成絡(luò)合物[Co(NH36]2+,使溶液在Co2+的濃度減小,可以降低Co2+與OH-反應(yīng)生成Co(OH)2沉淀的速率

②洗滌時(shí),使用熱水除去產(chǎn)品表面雜質(zhì).檢驗(yàn)產(chǎn)品是否洗凈的實(shí)驗(yàn)操作是
取最后一次洗滌的濾液,加入BaCl2溶液,如無白色沉淀生成,則產(chǎn)品已經(jīng)洗滌干凈,否則,未洗滌干凈
取最后一次洗滌的濾液,加入BaCl2溶液,如無白色沉淀生成,則產(chǎn)品已經(jīng)洗滌干凈,否則,未洗滌干凈

(2)經(jīng)儀器分析,測得按題(1)步驟制得的Co(OH)2晶體結(jié)構(gòu)中含有Co(Ⅲ),進(jìn)一步用碘量法測得Co(Ⅱ)的氧化程度為8%.因此制備時(shí)必須加入一定量的還原劑.
①將500mL 1mol/L的CoSO4溶液與氨水配成pH為6的溶液,加入三頸燒瓶中(裝置見如圖),滴液漏斗a裝有NaOH溶液、b中裝有水合肼.60℃時(shí)依次將兩種溶液加入三頸燒瓶,充分反應(yīng)后,過濾.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先打開滴液漏斗
b
b
(填“a”或“b”).
②為確保制得的Co(OH)2產(chǎn)品中不含Co(Ⅲ),制備時(shí)至少需加入水合肼的質(zhì)量為
0.5
0.5
g.
(3)以廢舊鋰電池正極材料(含LiCoO2,以及少量Al、Fe等)為原料制備微米級氫氧化鈷.已知:酸性條件下的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镃o3+>H2O2>Cl2>Fe3+;LiOH可溶于水:如表所示是部分金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH.
金屬離子 Co2+ Fe2+ Fe3+ Al3+
開始沉淀的pH 7.6 7.6 2.7 4.0
沉淀完全的pH 9.2 9.6 3.7 5.2
請補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)方案:取一定量廢舊鋰電池正極材料,粉碎后與Na2SO3溶液配成懸濁液,在攪拌下
向其中加入1mol/LH2SO4至固體完全溶解,再加入30%H2O2溶液直至溶液顏色不再加深,然后向溶液中加入5mol/L氨水,調(diào)節(jié)pH=6,過濾,向?yàn)V液中加入5mol/LNaOH溶液
向其中加入1mol/LH2SO4至固體完全溶解,再加入30%H2O2溶液直至溶液顏色不再加深,然后向溶液中加入5mol/L氨水,調(diào)節(jié)pH=6,過濾,向?yàn)V液中加入5mol/LNaOH溶液
,調(diào)節(jié)pH至9.5,過濾、洗滌,真空烘干得到微米級Co(OH)2.實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑:1mol/LH2SO4溶液、2mol/LHCl溶液、5mol/LNaOH溶液、5mol/L氨水、30%H2O2溶液.

【答案】Co2+與NH3形成絡(luò)合物[Co(NH36]2+,使溶液在Co2+的濃度減小,可以降低Co2+與OH-反應(yīng)生成Co(OH)2沉淀的速率;取最后一次洗滌的濾液,加入BaCl2溶液,如無白色沉淀生成,則產(chǎn)品已經(jīng)洗滌干凈,否則,未洗滌干凈;b;0.5;向其中加入1mol/LH2SO4至固體完全溶解,再加入30%H2O2溶液直至溶液顏色不再加深,然后向溶液中加入5mol/L氨水,調(diào)節(jié)pH=6,過濾,向?yàn)V液中加入5mol/LNaOH溶液
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:40引用:3難度:0.4
相似題
  • 1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3形式存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
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    活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO43+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請回答下列問題:
    (1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
     
    。
    (2)檢驗(yàn)第II步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
     
    (填字母編號)。
    A.KMnO4溶液    B.K3[Fe(CN)6]溶液    C.KSCN溶液
    (3)第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,消耗FeCO3的離子方程式為
     
    ;然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時(shí)Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是
     
    。
    (4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,F(xiàn)eS2中S元素的化合價(jià)為
     
    。該納米材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
     

    (5)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第III步應(yīng)加入FeCO3
     
    kg。

    發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5
  • 2.四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑,常溫下為橙黃色固體,熔點(diǎn):38.3℃,沸點(diǎn)233.5℃,具有潮解性且易發(fā)生水解。實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2 
    高溫
    TiBr4+CO2來制備TiBr4,裝置如圖所示。下列說法錯誤的是( ?。?br />菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/12/22 11:0:4組卷:47引用:4難度:0.5
  • 3.亞硝酰氯(NOCl,熔點(diǎn):-64.5℃沸點(diǎn):-55℃)為紅褐色液體或黃色氣體,具有刺鼻惡臭味,遇水劇烈水解生成氮的兩種氧化物與氯化氫,易溶于濃硫酸。是有機(jī)物合成中的重要試劑,常可用于合成清潔劑、觸媒劑及中間體等。實(shí)驗(yàn)室可由氯氣與一氧化氮在常溫常壓下合成。其制備裝置如圖一所示(其中Ⅲ、Ⅳ中均為濃硫酸):
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    (1)用圖甲中裝置制備純凈干燥的原料氣,補(bǔ)充下表中所缺少的藥品。
    裝置Ⅰ 裝置Ⅱ
    燒瓶中 分液漏斗中
    制備純凈Cl2 MnO2 濃鹽酸
     
    制備純凈NO Cu 稀硝酸
     
    (2)將制得的NO和Cl2通入圖乙對應(yīng)裝置制備NOCl。
    ①裝置連接順序?yàn)閍→
     
    按氣流自左向右方向,用小寫字母表示)。
    ②裝置Ⅳ、V除可進(jìn)一步干燥NO、Cl2外,還可以通過觀察氣泡的多少調(diào)節(jié)兩種氣體的流速。
    ③有人認(rèn)為可以將裝置Ⅳ中濃硫酸合并到裝置V中,撤除裝置Ⅳ,直接將NO、Cl2通入裝置Ⅴ中,你同意此觀點(diǎn)嗎?
     
    。(填“同意”或“不同意”),原因是
     
    。
    ④實(shí)驗(yàn)開始的時(shí)候,先通入氯氣,再通入NO,原因?yàn)?
     

    (3)有人認(rèn)為多余的氯氣可以通過如圖二裝置暫時(shí)儲存后再利用,請選擇可以用作氯氣的儲存裝置
     
    ;
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    (4)裝置Ⅶ吸收尾氣時(shí),NO發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     
    。
    (5)有人認(rèn)為裝置Ⅶ中氫氧化鈉溶液只能吸收氯氣和NOCl,不能吸收NO,經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn)用高錳酸鉀溶液可以吸收NO氣體,因此在裝置Ⅶ氫氧化鈉溶液中加入高錳酸鉀,反應(yīng)產(chǎn)生黑色沉淀,寫出該反應(yīng)的離子方程式:
     
    。
    (6)制得的NOCl中可能含有少量N2O4雜質(zhì),為測定產(chǎn)品純度進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):稱取1.6375g樣品溶于50.00mLNaOH溶液中,加入幾滴K2CrO4溶液作指示劑,用足量硝酸酸化的0.40mol/LAgNO3溶液滴定至產(chǎn)生磚紅色沉淀,消耗AgNO3溶液50.00mL.則該樣品的純度為
     
    %(保留1位小數(shù))。

    發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:17引用:1難度:0.5
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