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(NH3)6]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(NH3)6]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(NH3)6]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 bb(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 0.50.5g.
(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 |
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.【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì).
【答案】Co2+與NH3形成絡(luò)合物[Co(NH3)6]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】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:40引用:3難度:0.4
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活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+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
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(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發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5 -
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TiBr4+CO2來制備TiBr4,裝置如圖所示。下列說法錯誤的是( ?。?br />高溫發(fā)布:2024/12/22 11:0:4組卷:47引用:4難度:0.5 -
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①裝置連接順序?yàn)閍→
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?
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(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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