【題目】磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)是目前使用量最多的一種鋰電池電極材料,LiFePO4廢料中(含Al、石墨)磷、鐵、鋰的綜合回收工藝流程圖:

已知:①,

②常溫下,,,

1)過程I“堿浸”的目的是____________,該過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________。

2)過程II“酸浸”加人雙氧水的目的是_________________。

3)①浸出液中存在大量、離子,從平衡移動角度解釋過程Ⅲ得到磷酸鐵晶體的原因_________________

②一定條件下,探究了pH對磷酸鐵沉淀的影響,結(jié)果如圖所示。由圖可知,過程Ⅲ應(yīng)選取的最佳沉淀pH____。隨pH的增加,磷的沉淀率開始下降,而鐵沉淀率未下降,分析原因為_________________

4)測得濾液1c(Li+)=0.l5mol/L,某同學(xué)取該100mL濾液進行沉鋰反應(yīng).加入50mlNa2CO3溶液卻未見沉淀,若不考慮Na2CO3的水解和液體混合時的體積變化,則該同學(xué)加入的Na2CO3溶液最大濃度為c(Na2CO3)=_____________mol/L

5)過程Ⅵ將濾液2________,________,經(jīng)過濾、干燥后得Na3PO4·12H2O晶體。

【答案】溶解Al,使其分離出去 Fe2+氧化為Fe3+ CO32-結(jié)合H+,,兩個平衡均向右移動,c(PO43-)增大,與Fe3+結(jié)合形成磷酸鐵晶體 2.5 pH的增加,部分FePO42H2O沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>Fe(OH)3沉淀,使得部分PO43-釋放,導(dǎo)致磷沉淀率下降,而鐵仍在沉淀中 0.51 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶

【解析】

LiFePO4廢料(Al、石墨)加入氫氧化鈉溶液,鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成可溶于水的NaAlO2,過濾,濾渣中含有LiFePO4和石墨,在濾渣中加入鹽酸和過氧化氫浸取,可氧化亞鐵離子生成鐵離子,浸出液中含有鐵離子、鋰離子、、離子等,加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH,可生成FePO42H2O,濾液1中含有鋰離子,濾液1中加入碳酸鈉沉鋰得到Li2CO3產(chǎn)品,FePO42H2O中加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH,得到含鐵產(chǎn)品和濾液2,濾液2Na3PO4溶液,Na3PO4溶液再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥后得Na3PO4·12H2O晶體。

以此解答該題。

(1)鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成可溶于水的NaAlO2,則過程I“堿浸的目的是溶解Al,使其分離出去,該過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為,故答案為:溶解Al,使其分離出去;;

(2)過程II“酸浸加人雙氧水的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,故答案為:將Fe2+氧化為Fe3+

(3)①浸出液中存在大量、離子,加入碳酸鈉溶液后,CO32-結(jié)合H+,兩個平衡均向右移動,c(PO43-)增大,與Fe3+結(jié)合形成磷酸鐵晶體;

②過程得到FePO42H2O,由圖可知在pH等于2.5時,磷的沉淀率最高,則應(yīng)選取的最佳沉淀pH2.5,根據(jù)圖像可知,隨pH的增加,磷的沉淀率開始下降,而鐵沉淀率未下降,是因為隨pH的增加,部分FePO42H2O沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>Fe(OH)3沉淀,使得部分PO43-釋放,導(dǎo)致磷沉淀率下降,而鐵仍在沉淀中;

故答案為:2.5;隨pH的增加,部分FePO42H2O沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>Fe(OH)3沉淀,使得部分PO43-釋放,導(dǎo)致磷沉淀率下降,而鐵仍在沉淀中;

(4)混合溶液中,設(shè)該同學(xué)加入的Na2CO3溶液的濃度為x mol/L,則混合溶液中,二者混合未見沉淀,則,解得,則該同學(xué)加入的Na2CO3溶液最大濃度為c(Na2CO3)=0.51mol/L,故答案為:051;

(5)濾液2Na3PO4溶液,Na3PO4溶液再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥后得Na3PO4·12H2O晶體,故答案為:蒸發(fā)濃縮;冷卻結(jié)晶。

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】有機化合物P是合成抗腫瘤藥物的中間體,其合成路線如下:

已知:RClRCOOH

1H的官能團名稱___________。寫出E的結(jié)構(gòu)簡式___________。

2B→C中①的化學(xué)方程式___________。

3)檢驗F中官能團的試劑及現(xiàn)象_________。

4D的同分異構(gòu)體有多種,其中滿足以下條件的有________種。

1mol D能與足量 NaHCO3反應(yīng)放出2mol CO2

②核磁共振氫譜顯示有四組峰

5H→J的反應(yīng)類型___________。

6)已知:

K經(jīng)過多步反應(yīng)最終得到產(chǎn)物P

K→L的化學(xué)方程式___________。

②寫出M的結(jié)構(gòu)簡式___________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】科學(xué)工作者研發(fā)了一種 SUNCAT的系統(tǒng),借助鋰循環(huán)可持續(xù),合成其原理如圖所示。下列說法不正確的是

A. 過程I得到的Li3N的電子式為

B. 過程Ⅱ生成W的反應(yīng)為Li3N+3H2O=3LiOH+NH3

C. 過程Ⅲ涉及的陽極反應(yīng)為4OH--4e-=O2↑+2H2O

D. 過程I、Ⅱ、Ⅲ均為氧化還原反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知A,BC,DE,F均為周期表中前36號元素,且原子序數(shù)依次增大.A,B,C為同一周期的主族元素,B原子p能級電子總數(shù)與s能級電子總數(shù)相等.A,F原子未成對電子是同周期中最多的,且F基態(tài)原子中電子占據(jù)三種不同形狀的原子軌道.DE原子的第一至第四電離能如下表所示:

電離能/kJ·mol-1

I1

I2

I3

I4

D

738

1451

7733

10540

E

578

1817

2745

11578

1A,BC三種元素的電負性最大的是__(填寫元素符號),D,E兩元素中D的第一電離能較大的原因是__

2F基態(tài)原子的核外電子排布式是__;在一定條件下,F原子的核外電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)產(chǎn)生的光譜屬于__光譜(填吸收發(fā)射).

3)根據(jù)等電子原理,寫出AB+的電子式:__

4)已知:F3+可形成配位數(shù)為6的配合物.組成為FCl36H2O的配合物有3種,分別呈紫色、藍綠色、綠色,為確定這3種配合物的成鍵情況,分別取等質(zhì)量的紫色、藍綠色、綠色3種物質(zhì)的樣品配成溶液,分別向其中滴入過量的AgNO3溶液,均產(chǎn)生白色沉淀且質(zhì)量比為321.則綠色配合物的化學(xué)式為__

A [CrClH2O5]Cl2H2O B [CrCl2H2O4]Cl2H2O

C [CrH2O6]Cl3 D [CrCl3H2O3]3H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】高純氫的制備是目前的研究熱點,利用太陽能光伏電池電解水制高純氫,工作示意圖如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是

A.連接K1可以制取O2

B.電極2發(fā)生反應(yīng)2H2O+2e-=H2↑+2OH-

C.電極3的主要作用是通過NiOOHNi(OH)2相互轉(zhuǎn)化提供電子轉(zhuǎn)移

D.連接K2溶液的pH減小

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某有機物A是農(nóng)藥生產(chǎn)中的一種中間體,其結(jié)構(gòu)簡式如下圖所示。下列敘述正確的是

A. 有機物A可與溴水發(fā)生加成反應(yīng)

B. 1mol有機物A能消耗2molNaOH

C. 有機物A不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

D. 有機物A分子中所有碳原子可能在同一平面上

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】由乙烯、甲醇等為原料合成有機物G的路線如下:

已知:①A分子中只有一種氫;B分子中有四種氫,且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

2HCHO+OH- CH3OH+HCOO-

請回答下列問題:

(1)E的化學(xué)名稱是__________________。

(2)F所含官能團的名稱是___________________

(3)A→B、C→D的反應(yīng)類型分別是__________________、__________________。

(4)寫出B→C的化學(xué)方程式__________________。

(5)G的結(jié)構(gòu)簡式為__________________。

(6)HG的同分異構(gòu)體,寫出滿足下列條件的H的結(jié)構(gòu)簡式__________________。

1mol HNaOH溶液反應(yīng)可以消耗4molNaOH;

H的核磁共振氫譜有四組峰,峰面積之比為6111。

7)由甲基苯乙醛和X經(jīng)如圖步驟可合成高聚酯L

試劑X________________;L的結(jié)構(gòu)簡式為________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑。已知TiBr4常溫下為橙黃色固體,熔點為38.3℃,沸點為233.5℃,具有潮解性且易發(fā)生水解。實驗室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2TiBr4+CO2制備TiBr4的裝置如圖所示;卮鹣铝袉栴}:

1)檢查裝置氣密性并加入藥品后,加熱前應(yīng)進行的操作是__,其目的是__,此時活塞K1K2,K3的狀態(tài)為__;一段時間后,打開電爐并加熱反應(yīng)管,此時活塞K1,K2,K3的狀態(tài)為____。

2)試劑A__,裝置單元X的作用是__;反應(yīng)過程中需用熱源間歇性微熱連接管,其目的是___

3)反應(yīng)結(jié)束后應(yīng)繼續(xù)通入一段時間CO2,主要目的是___。

4)將連接管切斷并熔封,采用蒸餾法提純。此時應(yīng)將a端的儀器改裝為__、承接管和接收瓶,在防腐膠塞上加裝的儀器是___(填儀器名稱)。

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