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【題目】14分)近年來,隨著鋰離子電池的廣泛應用,廢鋰離子電池的回收處理至關重要。下面是利用廢鋰離子電池正極材料(有Al、LiCoO2Ni、MnFe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[(24,4)三甲基戊基次磷酸]常用于萃取鈷、鎳。

回答下列問題:

1)在硫酸存在的條件下,正極材料粉末中LiCoO2H2O2反應能生成使帶火星木條復燃的氣體,請寫出反應的化學方程式__________________________________。

2)一些金屬難溶氫氧化物的溶解度(用陽離子的飽和濃度表示)與pH的關系圖如下:

加入NaOH溶液調pH=5可除去圖中的________(填金屬離子符號)雜質;寫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),且隨著萃取過程中pH降低,萃取效率下降。萃取前先用NaOH對萃取劑進行皂化處理,皂化萃取劑萃取金屬離子的反應為nNaR(Org)+Mn+(aq)MRn(Org)+nNa+(aq)。對萃取劑進行皂化處理的原因為________________。

4)控制水相pH=5.2,溫度25℃,分別用P507、Cyanex272作萃取劑,萃取劑濃度對萃取分離鈷、鎳的影響實驗結果如圖所示。

■—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溶液調節(jié)鈷萃余液的pH=12,攪拌一段時間后,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,pH=______(lg5=0.7)

【答案】2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+O2↑+2CoSO4+4H2O Fe3+、Al3+ Fe3+ +3OHFe(OH)3Al3+ +3OHAl(OH)3 維持萃取過程中pH恒定 增大 Cyanex272 0.25 0.4 11.7

【解析】

1LiCoO2與硫酸和H2O2反應生成能使帶火星木條復燃的氣體,說明LiCoO2在硫酸作用下把H2O2氧化成O2,+3Co降低為+2價的Co2+,方程式為2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+O2↑+

2CoSO4+4H2O。

2)由圖可知,加入NaOH溶液調pH=5時,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),會使溶液酸性增強,萃取效率下降,故用NaOH進行皂化處理后離子反應變?yōu)?/span>nNaR(Org)+Mn+(aq)MRn(Org)+nNa+(aq),反應前后pH基本不變,根據題意可知,萃取效率不會降低。故萃取前先用NaOH對萃取劑進行皂化處理的目的是維持萃取過程中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,萃取時“Cyanex272”“P507”對鈷、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)=5.25×1016c2(OH)==2.5×105,c(OH)=5×103,pOH=3lg5=2.3,pH=14pOH=142.3=11.7

練習冊系列答案
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【題目】H是藥物合成中的一種重要中間體,下面是H的一種合成路線:

回答下列問題:

(1)X的結構簡式為_______,其中所含官能團的名稱為______;Y生成Z的反應類型為_______

(2)R的化學名稱是________。

(3)ZE合成F的化學方程式為__________________。

(4)同時滿足苯環(huán)上有4個取代基,且既能發(fā)生銀鏡反應,又能發(fā)生水解反應的Y的同分異構體有________種,其中核磁共振氫譜上有4組峰,峰面積之比為1223的同分異構體的結構簡式為________(一種即可)。

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C. 若用戴維法與蓋呂薩克法制得等量的鈉,兩方法轉移電子總數相等

D. 若用戴維法與蓋呂薩克法制得等量的鈉,戴維法轉移電子總數較少

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B. 當電流計指針為0時,該反應達平衡,平衡常數K=0

C. 若此時向AgNO3溶液中加入NaCl固體,隨著NaCl量的增加,電流計指針向右偏轉幅度減小指針指向0→向左偏轉

D. 若此時向CuNO32溶液中加入NaOH固體,隨著NaOH量的增加電流計指針向右偏轉幅度減小指針指向0→向左偏轉

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____________________________________________________;

____________________________________________________;

____________________________________________________;

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