【題目】11分)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。

已知:P204[(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[(2,44)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LiCoO2H2O2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__________________________________。

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)系圖如下:

加入NaOH溶液調(diào)pH=5可除去圖中的________(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________________________(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)?/span>________________。

4)控制水相pH=5.2,溫度25℃,分別用P507Cyanex272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)果如圖所示。

■—Co(Cyanex272);●—Ni(Cyanex272);▲—Co(P507)▼—Ni(P507)

由圖可知,鈷、鎳的萃取率隨萃取劑濃度增大而_________(填增大減小);兩種萃取劑中___________(填“P507”“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__________mol·L1;若選Cyanex272萃取劑,則最適宜的萃取劑濃度大約為___________mol·L1。

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]=5.25×1016,則沉鎳母液中Ni2+的濃度為2.1×1011 mol·L1時(shí),pH=______(lg5=0.7)。

【答案】2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+O2↑+2CoSO4+4H2O Fe3+、Al3+1分,少選和錯(cuò)選沒(méi)分) Fe3+ +3OHFe(OH)3Al3+ +3OHAl(OH)3(合理即可) 維持萃取過(guò)程中pH恒定 增大 Cyanex272 0.25 0.4 11.7

【解析】

1LiCoO2與硫酸和H2O2反應(yīng)生成能使帶火星木條復(fù)燃的氣體,說(shuō)明LiCoO2在硫酸作用下把H2O2氧化成O2,+3價(jià)Co降低為+2價(jià)的Co2+,方程式為2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+O2↑+

2CoSO4+4H2O。

2)由圖可知,加入NaOH溶液調(diào)pH=5時(shí),Fe3+、Al3+沉淀完全,所以去除Fe3+的離子方程式為Fe3++3OHFe(OH)3,去除Al3+的離子方程式為Al3++3OHAl(OH)3

3nHR(Org)+Mn+(aq)MRn(Org)+ nH+(aq),會(huì)使溶液酸性增強(qiáng),萃取效率下降,故用NaOH進(jìn)行皂化處理后離子反應(yīng)變?yōu)?/span>nNaR(Org)+Mn+(aq)MRn(Org)+nNa+(aq),反應(yīng)前后pH基本不變,根據(jù)題意可知,萃取效率不會(huì)降低。故萃取前先用NaOH對(duì)萃取劑進(jìn)行皂化處理的目的是維持萃取過(guò)程中pH恒定。

4)由圖可知,鈷、鎳的萃取率隨萃取劑濃度增大而呈增大趨勢(shì),萃取時(shí)“Cyanex272”“P507”對(duì)鈷、鎳萃取率的差值大,Cyanex272分離效果好。選P507為萃取劑,濃度在0.25 mol·L1以后變化不大,所以0.25 mol·L1最好;選Cyanex272萃取劑,濃度在0.40 mol·L1以后變化不大,所以0.4 mol·L1最好。

5Ksp[Ni(OH)2]=c(Ni2+c2(OH)=5.25×1016,c2(OH)==2.5×105,c(OH)=5×103,pOH=3lg5=2.3,pH=14pOH=142.3=11.7

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】有機(jī)物Z是合成治療某心律不齊藥物的中間體:

下列說(shuō)法正確的是( )

A.X中所有原子可能共面

B.X能與金屬Na反應(yīng),Y能發(fā)生消去反應(yīng)

C.1 mol Z與足量溴水反應(yīng),最多消耗1 mol Br2

D.1 mol YNaOH水溶液反應(yīng),最多消耗2 mol NaOH

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】經(jīng)分析,芳香族化合物A含有C、 H 、O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為77.8%、7.4%、14.8%,該有機(jī)物一個(gè)分子中只含有一個(gè)氧原子。

(1)通過(guò)計(jì)算,寫(xiě)出該有機(jī)物的分子式________________________。

(2)如果該有機(jī)物遇FeCl3溶液變?yōu)樽仙,?xiě)出滿(mǎn)足要求的所有有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,并用系統(tǒng)命名法命名________________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】ZulemaBorjas等設(shè)計(jì)的一種微生物脫鹽池的裝置如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(  )

A. 該裝置可以在高溫下工作

B. X、Y依次為陽(yáng)離子、陰離子選擇性交換膜

C. 負(fù)極反應(yīng)為CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H

D. 該裝置工作時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】將如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合,下列判斷正確的是

A. 電子沿Zn→a→b→Cu路徑流動(dòng)

B. 片刻后可觀(guān)察到濾紙b點(diǎn)變紅色

C. 片刻后甲池中cSO42—)增大

D. Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放,還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。

1)以CO2NH3為原料可合成化肥尿素[CONH22]。已知:

①2NH3g)+CO2g)=NH2CO2NH4s△H =-159.47 kJ·mol-1

②NH2CO2NH4s)=CONH22s)+H2Og△H +116.49 kJ·mol-1

③H2Ol)=H2Og△H +88.0 kJ·mol-1

試寫(xiě)出NH3CO2合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式______________。

2)已知:

化學(xué)鍵

Si—Cl

H—H

H—Cl

Si—Si

鍵能/kJ·mol1

360

436

431

176

且硅晶體中每個(gè)硅原子和其他4個(gè)硅原子形成4個(gè)共價(jià)鍵。工業(yè)上所用的高純硅可通過(guò)下列應(yīng)反制取:SiCl4g)+2H2gSis)+4HClg),該反應(yīng)的△H___ kJ·mol1。

3)在一定條件下,二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下:CO2g+4H2gCH4g+2H2Og ΔH0向一容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO2H2,在300℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為CO20.2mol·L-1H20.8mol·L-1,CH40.8mol·L-1H2O1.6mol·L-1,起始充入CO2H2的物質(zhì)的量分別為__________,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為______

4)觀(guān)察如圖所示的兩個(gè)裝置,圖1裝置中銅電極上產(chǎn)生大量的無(wú)色氣泡,圖2裝置中銅電極上無(wú)氣體產(chǎn)生,而鉻電極上產(chǎn)生大量的有色氣體。根據(jù)上述現(xiàn)象試推測(cè)金屬鉻具有的兩種重要化學(xué)性質(zhì)為

____________________________________

____________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖裝置制取溴苯和溴乙烷:

己知:乙醇在加熱的條件下可與HBr反應(yīng)得到溴乙烷(CH3CH2Br),二者某些物理性質(zhì)如下表所示:

溶解性(本身均可作溶劑)

沸點(diǎn)(℃)

密度(g/mL

乙醇

與水互溶,易溶于有機(jī)溶劑

78.5

0.8

溴乙烷

難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑

38.4

1.4

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1B中發(fā)生反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物的化學(xué)方程式為_________。

2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康,選擇下列合適的實(shí)驗(yàn)步驟:①→___________(選填②③④等)。

①組裝好裝置,___________(填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)操作名稱(chēng));

②將A裝置中的純鐵絲小心向下插入苯和液溴的混合液中;

③點(diǎn)燃B裝置中的酒精燈,用小火緩緩對(duì)錐形瓶加熱10分鐘;

④向燒瓶中加入一定量苯和液溴,向錐形瓶中加入無(wú)水乙醇至稍高于進(jìn)氣導(dǎo)管口處,向U形管中加入蒸餾水封住管底,向水槽中加入冰水。

3)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)中用純鐵絲代替鐵粉的優(yōu)點(diǎn):_____

4)冰水的作用是_______。

5)反應(yīng)完畢后,U形管內(nèi)的現(xiàn)象是______________;分離溴乙烷時(shí)所需的玻璃儀器有_____

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列有關(guān)反應(yīng)限度的敘述正確的是

A. 使用催化劑,可降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率,改變反應(yīng)限度

B. 依據(jù)焓判據(jù):NH4HCO3受熱分解可自發(fā)進(jìn)行

C. 大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)在一定條件下都有一定的限度

D. FeCl3KSCN反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),向其中滴加少量KCl溶液,則溶液顏色變深

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室用濃硫酸配制1.0mol/L硫酸溶液480mL,回答下列問(wèn)題:

1)如圖所示的儀器中配制溶液肯定不需要的是 ______(填字母),配制上述溶液還需用到的玻璃儀器是_________(填儀器名稱(chēng))。

2)容量瓶上標(biāo)有以下5項(xiàng)中的_____(填序號(hào))

①壓強(qiáng) ②溫度 ③容量 ④濃度 ⑤刻度線(xiàn)

3)在配制過(guò)程中,下列操作使所配溶液濃度偏大的是__________ .

①未等稀釋后的H2SO4溶液冷卻至室溫就轉(zhuǎn)移到容量瓶中

②定容搖勻后,發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線(xiàn),又用膠頭滴管加蒸餾水至刻度線(xiàn)

③定容時(shí),仰視刻度線(xiàn)

④使用容量瓶前用蒸餾水洗滌且沒(méi)干燥

4)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室配制上述溶液需用量筒量取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%、密度為1.84g/mL的濃硫酸的體積為:_____mL。(保留小數(shù)點(diǎn)后一位)

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同步練習(xí)冊(cè)答案