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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。
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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+4H2O
2LiCoO2+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:
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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)3
Fe3++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
Cyanex272
Cyanex272
(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
0.25
0.25
mol?L-1;若選Cyanex272萃取劑,則最適宜的萃取劑濃度大約為
0.4
0.4
mol?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=
11.7
11.7
(lg5=0.7)。

【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)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:28引用:2難度:0.2
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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):

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    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。
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    (1)用足量(NH42SO4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(NH34]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
     

    (2)“浸出”時(shí)As2O3轉(zhuǎn)化為
    A
    s
    O
    3
    -
    3
    ?!俺椤辈襟E①中用(NH42S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (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
     
    和BaSO4。
    (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)=
    樣品起始質(zhì)量
    -
    剩余固體質(zhì)量
    樣品起始質(zhì)量
    ×100%。
    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。
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    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
     
    %(保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)。
    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
     
    (填字母序號(hào))。
    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
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    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
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