精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

【题目】废弃锂离子电池的资源化处理日益重要。从废旧磷酸铁锂电池的正极材料(含LiFePO4、石墨粉和铝箔等)中综合回收锂、铁和磷等的工艺流程如图所示:

有关数据:25℃时,Ksp(FePO4)=1.3×10-22Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39

回答下列问题:

1溶浸1”中铝溶解的化学方程式为___

2)完成溶浸2”反应的离子方程式___

LiFePO4+H2O2+ =Li++ +H2PO4-+H2O

3滤渣2”的主要成分是___

4滤液2”循环两次的目的是___

5沉铁、磷时,析出FePO4沉淀,反应的离子方程式为__。实验中,铁、磷的沉淀率结果如图所示。碳酸钠浓度大于30%后,铁沉淀率仍然升高,磷沉淀率明显降低,其可能原因是___

6沉淀转化反应:FePO4+3OH-Fe(OH)3+PO43-。用此反应的化学平衡常数说明转化能否完全___

7)为了充分沉淀,沉锂时所用的X和适宜温度是___(填标号)。

A.NaOH20-40B.NaOH80-100

C.Na2CO320-40D.Na2CO360-80

【答案】2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2 2LiFePO4+H2O2+6H+=2Li++2Fe3++2H2PO4-+2H2O 石墨 提高浸出液的浓度(或提高双氧水和硫酸的利用率等其他合理答案) Fe3++2H2PO4-+CO32-= FePO4↓+ CO2↑+ H2O Na2CO3水解产生的c(OH-)增大,与Fe3+结合生成Fe (OH)3沉淀,而使留在溶液中的PO43-增大 K==5.0×1016K很大,说明反应完全进行 D

【解析】

废旧磷酸铁锂电池的正极材料(含LiFePO4、石墨粉和铝箔等)加入氢氧化钠进行减溶,铝箔与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,过滤后得到滤液1,滤液1为偏铝酸钠溶液,过滤后的滤渣再加入过量浓硫酸进行酸溶,同时加入双氧水,将亚铁离子氧化为三价铁,并进行多次循环,确保亚铁离子全部转化,在进行过滤得到滤渣2和滤液2,滤渣2为石墨粉,滤液2主要含有Fe3+Li+H2PO4-SO42-溶液,向滤液2加入碳酸钠,Fe3+H2PO4-与碳酸钠反应,转化为磷酸铁沉淀和二氧化碳,生成的二氧化碳气体通入滤液1中反应生成氢氧化铝,磷酸铁中加入氢氧化钠溶液转化为氢氧化铁和磷酸钠晶体,向沉铁、磷后的溶液加入碳酸钠得到碳酸锂沉淀,再对碳酸锂进行一系列处理最后得到高纯锂化合物,据此分析解答。

(1)根据分析,溶浸1”中铝溶解的化学方程式为2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2

(2)完成溶浸2”LiFePO4与过量浓硫酸进行酸溶,同时加入双氧水,将亚铁离子氧化为三价铁,离子方程式:2LiFePO4+H2O2+6H+=2Li++2Fe3++2H2PO4-+2H2O

(3)根据分析,滤渣2”的主要成分是石墨;

(4)“滤液2”循环两次的目的是提高浸出液的浓度(或提高双氧水和硫酸的利用率等其他合理答案)

(5)“沉铁、磷时,析出FePO4沉淀,反应的离子方程式为Fe3++2H2PO4-+CO32-= FePO4↓+ CO2↑+ H2O;实验中,铁、磷的沉淀率结果如图所示。碳酸钠浓度大于30%后,铁沉淀率仍然升高,磷沉淀率明显降低,其可能原因是Na2CO3水解产生的c(OH-)增大,与Fe3+结合生成Fe (OH)3沉淀,而使留在溶液中的PO43-增大;

6沉淀转化反应:FePO4+3OH-Fe(OH)3+PO43-K==5.0×1016K很大,说明反应完全进行。

7)结合表格数据,碳酸锂的溶解度远小于氢氧化锂,为了充分沉淀,沉锂时所用的X应为碳酸钠,60-80℃左右溶解度较小,答案选D

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】CH3CH2OHCH3CH2BrNH4Cl四种无色液体,只有一种试剂就能把它们鉴别开,这种试剂是(  )

A.溴水B.NaOH溶液C.Na2SO4溶液D.KMnO4溶液

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下:

(1)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为______________________。

(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如题16图所示。

已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于600

硫去除率=(1—)×100%

①不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时,去除的硫元素主要来源于__________________。

700℃焙烧时,添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低,其主要原因是______________________________________________________。

(3)向过滤得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由_______________(填化学式)转化为_______________(填化学式)。

(4)“过滤得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4SO2,理论上完全反应消耗的n(FeS2n(Fe2O3)=__________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】X、Y、Z、M、Q、R皆为前20号元素,其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法错误是

A. Q位于第三周期IA族

B. X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是盐或碱

C. 简单离子半径:M->Q+>R2+

D. Z与M的最高价氧化物对应水化物均为强酸

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】己二酸环酯类化合物是一种重要的化工试剂。其一种合成路线如图:

已知:2(试剂1

回答下列问题:

1)按系统命名法,CH2(COOC2H5)2的名称为______

2A生成B的反应类型为______,化合物E中官能团的名称为______F的分子式为______

3D生成E的化学方程式为______

4)芳香族化合物GE的同分异构体,符合下列要求的同分异构体有______种。

.1molG可与2molNa2CO3反应

.含有官能团—NH2

.苯环上有三个取代基,且苯环上有两种等效氢

其中核磁共振氢谱有五组峰,峰面积之比为62221的结构简式为______

5)写出用甲醛、乙醛和CH2(COOC2H5)2为原料制备化合物的合成路线(其他试剂任选)_______

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】已知某可逆反应:mA(g) + nB(g)pC(g) H= Q kJ·mol-1,在密闭容器中进行,右图表示在不同时间t、温度T和压强P与生成物C的百分含量的关系曲线,下列判断正确的是

A. T1<T2 P1>P2 m+n<P Q<0B. T1>T2 P1<P2 m+n>P Q>0

C. T1<T2 P1<P2 m+n<P Q>0D. T1>T2 P1<P2 m+n>P Q<0

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】制备乙酸乙酯的绿色合成路线之一为:

下列说法不正确的是(  )

A. 加热条件下,M能与新制氢氧化铜悬浊液发生反应

B. ④的反应类型属于酯化反应,也属于取代反应

C. 淀粉和纤维素的化学式均为(C6H10O5n,二者互为同分异构体

D. 用饱和碳酸钠溶液可以鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】能正确表示下列反应的离子方程式的是

A.FeBr2溶液中通入过量Cl2:

B.钠与水反应:

C.酸化KIO3KI的混合溶液:

D.将铜丝插入稀硝酸中:

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】工业上常用水合肼(N2H4H2O)还原法制取碘化钠,工艺流程如图:

已知:I2NaOH溶液反应,其氧化产物与还原产物的物质的量之比为15

1)写出水合肼还原过程的化学反应方程式_____

2)若加入的水合肼已过量,请设计实验方案检验_____

查看答案和解析>>

同步练习册答案