【題目】磷酸亞鐵鋰( LiFePO4)電池是新能源汽車的動(dòng)力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片(Al箔、 LiFePO4活性材料、少量不溶于酸堿的導(dǎo)電劑組成)中的資源,部分流程如圖:

已知:Ksp(Li2CO3)=1.6×103。部分物質(zhì)的溶解度(S)如下表所示:

1)寫出堿溶時(shí)Al箔溶解的離子方程式:______________________。

2)為提高酸浸的浸出率,除粉碎、挑拌、升溫外,還可采用的方法有_________________________________

3)酸浸時(shí)產(chǎn)生標(biāo)況下3.36LNO時(shí),溶解 LiFePO4_________mol(其他雜質(zhì)不與HNO3反應(yīng))

4)若濾液②中c(Li+)=4mol·L1,加入等體積的Na2CO3后,Li+的沉降率達(dá)到90%,計(jì)算濾液③中c(CO32)=___________mol/L。

5)流程中用熱水洗滌的原因是____________________________________________。

6)工業(yè)上將回收的Li2CO3、FePO4粉碎與炭黑混合高溫灼燒再生制備 LiFePO4,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________;若測得產(chǎn)品中n(Li)n(Fe)n(P)=10.91,則產(chǎn)品中n(Fe2+)/n(Fe3+)=___________。

【答案】2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2 適當(dāng)増大酸的濃度、延長時(shí)間 0.45 0.04 Li2CO3的溶解度隨溫度升高而減小,熱水洗條可減少Li2CO3的溶解 2FePO4+ Li2CO3+2C 2LiFePO4+3CO↑

【解析】

由流程圖可知,加入氫氧化鈉溶液,正極中的鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,過濾,得不溶于氫氧化鈉溶液的固體;向?yàn)V渣中加入硫酸和10%硝酸,LiFePO4與混酸反應(yīng)生成硫酸鋰、硫酸鐵、磷酸、一氧化氮和水,過濾除去不溶于酸堿的導(dǎo)電劑得混合溶液;調(diào)節(jié)混合溶液的pH,硫酸鐵和磷酸在堿性條件下反應(yīng)生成磷酸鐵沉淀,過濾得到硫酸鋰溶液;向硫酸鋰溶液中加入飽和碳酸鈉溶液,反應(yīng)生成碳酸鋰沉淀,過濾、熱水洗滌得碳酸鋰。

1)堿溶時(shí),Al箔與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2,故答案為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2;

2)粉碎磷酸亞鐵鋰電池正極片、攪拌、升高溫度、適當(dāng)増大酸的濃度、延長酸浸時(shí)間等可以提高酸浸的浸出率,故答案為:適當(dāng)増大酸的濃度、延長時(shí)間;

3)酸浸時(shí),LiFePO4與混酸反應(yīng)生成硫酸鋰、硫酸鐵、磷酸、一氧化氮和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為6LiFePO4+12H2SO4+2HNO3=3Li2SO4+3Fe2(SO4)3+6H3PO4+2NO+4H2O,由方程式可知生成1molNO,溶解3molLiFePO4,標(biāo)況下3.36LNO的物質(zhì)的量為0.15mol,則溶解 LiFePO4的物質(zhì)的量為0.45mol,故答案為:0.45

4)當(dāng)濾液c(Li+)=4mol·L1,加入等體積的Na2CO3c(Li+)=2mol·L1,若Li+的沉降率達(dá)到90%,反應(yīng)生成Li2CO3后溶液中c(Li+)=2mol·L1×0.1=0.2 mol·L1,由碳酸鋰溶度積Ksp(Li2CO3)= c2(Li+) c(CO32)=1.6×103可得c(CO32)= 1.6×103/(0.2 mol·L1)2=0.04 mol·L1,故答案為:0.04;

5)由題給表格數(shù)據(jù)可知,Li2CO3的溶解度隨溫度升高而減小,熱水洗條可減少Li2CO3的溶解而提高產(chǎn)率,故答案為:Li2CO3的溶解度隨溫度升高而減小,熱水洗條可減少Li2CO3的溶解;

6Li2CO3、FePO4與炭黑高溫灼燒反應(yīng)生成LiFePO4和一氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FePO4+ Li2CO3+2C 2LiFePO4+3CO↑;由化合價(jià)代數(shù)和為零可得:n(Li)×1+ n(Fe2+)×2+[0.9n(Fe2+)]×3n(PO43) ×3=0,則有1×1+ n(Fe2+)×2+[0.9n(Fe2+)]×31×3=0,解得n(Fe2+)=0.7,n(Fe3+)=0.2n(Fe2+)/n(Fe3+)=7/2,故答案為:2FePO4+ Li2CO3+2C 2LiFePO4+3CO↑;7/2。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖所示,把試管放入盛有25 ℃飽和石灰水的燒杯中,試管中開始放入幾小塊鎂條,再滴入5 mL的稀鹽酸。

回答下列問題:

(1)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是____________________________________________

(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是_________________________________________________。

(3)寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式_________________________________________。

(4)由實(shí)驗(yàn)推知,MgCl2溶液和H2的總能量______(大于、小于等于”)鎂片和鹽酸的總能量。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硫的化合物在化工生產(chǎn)、污水處理等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

Ⅰ.羰基硫(O=C=S)廣泛存在于以煤為原料制備的各種化工原料氣中,能引起催化劑中毒、大氣污染等。羰基硫的水解和氫解是兩種常用的脫硫方法,其反應(yīng)式分別為:

a.水解反應(yīng):COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) H1=-35 kJ/mol

b.氫解反應(yīng):COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) H2

已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) H3=-42kJ/mol

(1)完成上述氫解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:______。

(2)一定條件下,密閉容器中發(fā)生反應(yīng)a,其中COS(g)的平衡轉(zhuǎn)化(α)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。則A、B、C三點(diǎn)對應(yīng)的狀態(tài)中,v(COS)=v(H2S)的是______(填字母)

(3)反應(yīng)b的正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示,其中表示正反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)的是______(“A”“B”)。

(4)T1℃時(shí),向容積為10L的恒容密閉容器中充入2molCOS(g)2molH2(g),發(fā)生反應(yīng)b,則:COS的平衡轉(zhuǎn)化率為______

Ⅱ.礦石冶煉與含硫化合物有關(guān)。

(5)將冰銅礦(主要為Cu2SFeS相熔合而成)加熔劑(石英砂)1200℃左右吹入空氣進(jìn)行吹煉:Cu2S被氧化為Cu2O,生成的Cu2OCu2S反應(yīng),生成含Cu量約為98.5%的粗銅,該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是:___________;___________。

(6)廢氣中的SO2可用NaOH溶液吸收,吸收SO2后的堿性溶液還可用于Cl2的尾氣處理,吸收Cl2后的溶液仍呈強(qiáng)堿性。

①吸收Cl2后的溶液中一定存在的陰離子有OH-、______

②吸收Cl2后的溶液中可能存在SO32-,取該溶液于試管中,滴加黃色的溴水,得到無色溶液。此實(shí)驗(yàn)不能證明溶液中含有SO32-,理由是___________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)已知:

①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ/mol

②CH3OH(g)+3/2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-192.9 kJ/mol

由上述方程式可知:CH3OH的燃燒熱________(填“大于”“等于”或“小于”)192.9 kJ/mol。已知水的氣化熱為44 kJ/mol。則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為__________________

(2)以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素[化學(xué)式為CO(NH2)2]。已知:

①2NH3(g)+CO2(g)===NH2CO2NH4(s) ΔH=-159.5 kJ/mol

②NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+116.5 kJ/mol

③H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0 kJ/mol

寫出CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式____________________

(3)已知:①Fe(s)+1/2O2(g)===FeO(s) ΔH1=-272.0 kJ/mol

②2Al(s)+3/2O2(g)===Al2O3(s) ΔH2=-1675.7 kJ/mol

Al和FeO發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是___________________________________。

某同學(xué)認(rèn)為,鋁熱反應(yīng)可用于工業(yè)煉鐵,你的判斷是________(填“能”或“不能”),你的理由____________________________________

(4)再生裝置中產(chǎn)生的CO2和H2在一定條件下反應(yīng)生成甲醇等產(chǎn)物,工業(yè)上利用該反應(yīng)合成甲醇。已知:25 ℃、101 KPa下:

①H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH1=-242 kJ/mol

②CH3OH(g)+3/2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)

ΔH2=-676 kJ/mol

寫出CO2和H2生成氣態(tài)甲醇等產(chǎn)物的熱化學(xué)方程式____________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖A是某粒子的結(jié)構(gòu)示意圖,B是鋁元素在周期表中的信息。

1)若A粒子帶有兩個(gè)單位的負(fù)電荷,且y等于8,則該粒子的符號為___。

2)當(dāng)x=17時(shí),A元素和B元素形成的化合物的化學(xué)式為___

3B元素的單質(zhì)在空氣中能生成致密的___(化學(xué)式)薄膜。

4)具有相同原子數(shù)和電子數(shù)的分子或離子叫等電子體,等電子體具有某些相似的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。下列各組粒子中等電子體的是____(填字母序號)。

A.NOO2 B.CON2 C.SO2CO2 D.PO43-SO42-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】同溫同壓下,11.2L CH4H2的混合氣體恰好與11.2L O2完全反應(yīng)生成CO2H2O,則原混合氣體中的平均相對分子質(zhì)量為(

A. 5.56B. 6.67C. 11.12D. 9

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【題目】將下列液體分別與溴水混合并振蕩,靜置后分為兩層,水層幾乎呈無色的是

A. 己烯B. 氯水C. 酒精D. 碘化鉀溶液

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【題目】下列化學(xué)用語正確的是( )

A. 氯化氫的電子式 B. 鎂的原子結(jié)構(gòu)示意圖:

C. 乙烯的結(jié)構(gòu)簡式:CH2CH2 D. 碳酸鈉的電離方程式:Na2CO3=Na+CO32

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】對于平衡體系mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH<0,下列結(jié)論中不正確的是

A. 若溫度不變,將容器的體積縮小到原來的一半,此時(shí)A的濃度為原來的2.1倍,則mn<pq

B. 若平衡時(shí),A、B的轉(zhuǎn)化率相等,說明反應(yīng)開始時(shí),A、B的物質(zhì)的量之比為mn

C. mnpq,則往含有a mol氣體的平衡體系中再加入a mol的B,達(dá)到新平衡時(shí),氣體的總物質(zhì)的量等于2a mol

D. 若溫度不變時(shí),在恒容條件下充入稀有氣體增大壓強(qiáng),該反應(yīng)速率加快

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