近年來(lái),隨著鋰離子電池的廣泛應(yīng)用,廢鋰離子電池的回收處理至關(guān)重要。下面是利用廢鋰離子電池正極材料(有Al、LiCoO2、Ni、Mn、Fe等)回收鈷、鎳、鋰的流程圖如圖。
已知:P204[二(2-乙基己基)磷酸酯]常用于萃取錳,P507(2-乙基己基膦酸-2-乙基己酯)和Cyanex272[二(2,4,4)-三甲基戊基次磷酸]常用于萃取鈷、鎳。
回答下列問(wèn)題:
(1)在硫酸存在的條件下,正極材料粉末中LiCoO2與H2O2反應(yīng)能生成使帶火星木條復(fù)燃的氣體,請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+O2↑+2CoSO4+4H2O2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+O2↑+2CoSO4+4H2O。
(2)一些金屬難溶氫氧化物的溶解度(用陽(yáng)離子的飽和濃度表示)與pH的關(guān)系圖如圖1:
加入NaOH溶液調(diào)pH=5可除去圖中的Fe3+、Al3+Fe3+、Al3+(填金屬離子符號(hào))雜質(zhì);寫(xiě)出除去金屬離子的離子方程式Fe3++3OH-=Fe(OH)3或Al3++3OH-=Al(OH)3Fe3++3OH-=Fe(OH)3或Al3++3OH-=Al(OH)3(一種即可)。
(3)已知P507萃取金屬離子的原理為nHR(Org)+Mn+(aq)?MRn(Org)+nH+(aq),且隨著萃取過(guò)程中pH降低,萃取效率下降。萃取前先用NaOH對(duì)萃取劑進(jìn)行皂化處理,皂化萃取劑萃取金屬離子的反應(yīng)為nNaR(Org)+Mn+(aq)?MRn(Org)+nNa+(aq)。對(duì)萃取劑進(jìn)行皂化處理的原因?yàn)?!--BA-->維持萃取過(guò)程中pH恒定維持萃取過(guò)程中pH恒定。
(4)控制水相pH=5.2,溫度25℃,分別用P507、Cyanex272作萃取劑,萃取劑濃度對(duì)萃取分離鈷、鎳的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。
由圖可知,鈷、鎳的萃取率隨萃取劑濃度增大而增大增大(填“增大”或“減小”);兩種萃取劑中Cyanex272Cyanex272(填“P507”或“Cyanex272”)的分離效果比較好,若選P507為萃取劑,則最適宜的萃取劑濃度大約為0.250.25mol?L-1;若選Cyanex272萃取劑,則最適宜的萃取劑濃度大約為0.40.4mol?L-1。
(5)室溫下,用NaOH溶液調(diào)節(jié)鈷萃余液的pH=12,攪拌一段時(shí)間后,靜置,離心分離得到淡綠色氫氧化鎳固體,鎳沉淀率可達(dá)99.62%.已知Ksp[Ni(OH)2]=5.25×10-16,則沉鎳母液中Ni2+的濃度為2.1×10-11 mol?L-1時(shí),pH=11.711.7(lg5=0.7)。
【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用.
【答案】2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+O2↑+2CoSO4+4H2O;Fe3+、Al3+;Fe3++3OH-=Fe(OH)3或Al3++3OH-=Al(OH)3;維持萃取過(guò)程中pH恒定;增大;Cyanex272;0.25;0.4;11.7
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:28引用:2難度:0.2
相似題
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1.利用如下流程可從廢光盤(pán)的金屬層中回收其中的銀(金屬層中其他金屬含量過(guò)低,對(duì)實(shí)驗(yàn)影響可忽略):
已知:NaClO溶液在加熱時(shí)易分解產(chǎn)生NaCl和NaClO3;“溶解”工序發(fā)生的反應(yīng)為可逆反應(yīng)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ?。?/h2>發(fā)布:2024/12/30 15:30:1組卷:75引用:4難度:0.4 -
2.工業(yè)上利用鋅焙砂(主要成分為ZnO,含有少量CuO、As2O3、NiO等)生產(chǎn)高純ZnO的流程示意圖如圖。
(1)用足量(NH4)2SO4溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
①“浸出”前,鋅焙砂預(yù)先粉碎的目的是
②通過(guò)“浸出”步驟,鋅焙砂中的ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH3)4]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
(2)“浸出”時(shí)As2O3轉(zhuǎn)化為?!俺椤辈襟E①中用(NH4)2S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為AsO3-3
(3)“除重金屬”時(shí),加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
(4)“蒸氨”時(shí)會(huì)出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運(yùn)用平衡移動(dòng)原理解釋原因:
(5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉(zhuǎn)化為ZnCO3的離子方程式為
(6)“煅燒”步驟中,不同溫度下,ZnCO3分解的失重曲線和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
已知:?。腆w失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%。樣品起始質(zhì)量-剩余固體質(zhì)量樣品起始質(zhì)量
ⅱ.比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積;比表面積越大,產(chǎn)品ZnO的活性越高。
①280℃時(shí)煅燒ZnCO3,300min后固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.3%,則ZnCO3的分解率為
②根據(jù)圖1和圖2,獲得高產(chǎn)率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面積>40m2?g-1)產(chǎn)品ZnO的最佳條件是
a.恒溫280℃,60~120min
b.恒溫300℃,240~300min
c.恒溫350℃,240~300min
d.恒溫550℃,60~120min
(7)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:79引用:5難度:0.5 -
3.我國(guó)青藏高原的鹽湖中蘊(yùn)藏著豐富的鋰資源,已探明的儲(chǔ)量約三千萬(wàn)噸,碳酸鋰制備高純金屬鋰的一種工藝流程如圖。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
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