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【题目】从废旧锂离子二次电池(主要成分为,还含有少量石墨和金属钢売、铝箔等杂质)中回收钴和锂的工艺流程如下:回答下列问题:

(1)的电子式为__________碱浸的目的是____________

(2)“酸浸过程中发生反应的离子方程式为______________,浸渣中含有的主要成分是_______________________

(3)“萃取净化除去的杂质离子除外,还有________(填离子符号)

(4)“苯取分离中钴、锂的萃取率与平衡时溶液的关系如图所示,一般选择5左右,理由是_____________________________________

(5)“沉锂的溶解度随温度变化的曲线如图所示:

①根据平衡原理分析在水中的溶解度随温度变化的原因______________

②为获得高纯,提纯操作依次为热过滤、_______、烘干。

③若沉锂,加入等体积等浓度溶液,则此时沉锂率为________________(已知)

【答案】 除去铝 石墨 5左右时钴、锂的分离效率最高 溶解过程为放热反应,温度升高,溶解度减少 洗涤 88.0%

【解析】

废旧锂离子二次电池含有LiCoO2、少量石墨和镀镍金属钢壳、铝箔以及钙,加入氢氧化钠溶液除去铝。碱浸后的固体中加入硫酸和双氧水与LiCoO2反应生成Li2SO4COSO4,硫酸与金属钢壳反应,会有少量二价亚铁离子的生成,在双氧水的作用下,转化为三价铁离子,分离出浸渣。滤液中加入萃取剂A,除去Ni2+Fe3+萃取净化”后的溶液中加入萃取剂B苯取分离钴和锂,有机相中加入硫酸反萃取,生成CoSO4,水溶液中加入Na2CO3生成Li2CO3沉淀,据此分析解答。

1为离子化合物,电子式为;废旧锂离子二次电池含有LiCoO2、少量石墨和镀镍金属钢壳、铝箔等,加入氢氧化钠溶液,只有铝与其反应,其他成分不反应,故目的是除去铝。

因此,本题正确答案是: ;除去铝;

2LiCoO2中钴显+3价,从后面可以看出钴显+2价,除加入硫酸和双氧水外,没有加入还原剂了,所以双氧水作还原剂,生成氧气,故离子方程式为;石墨不溶解,存在于滤渣中。

因此,本题正确答案是:;石墨;

3)二次电池中含有镀镍金属钢壳,加入硫酸,会有少量二价亚铁离子的生成,在双氧水的作用下,转化为三价铁离子,存在于滤液中,故加入萃取液A,净化时,除了镍离子外,还有少量的铁离子。

因此,本题正确答案是:

4)由图可知,pH2~5,随pH值的增加,萃取率在增加,当pH达到5左右,萃取率很高,接近100%,而若pH值再增加,萃取锂的含量将增加,萃取钴纯度下降,故pH一般选择5左右进行萃取实验,使分离效率最高。

因此,本题正确答案是:5左右时钴、锂的分离效率最高;

5)①由图可知,溶解度随温度的升高而降低,根据平衡移动的原理,温度升高,平衡向吸热方向进行,故此溶解为放热过程。

因此,本题正确答案是:溶解过程为放热反应,温度升高,溶解度减少;

对物质进行提纯,在过滤和烘干之间,必须洗涤,以保证得到物质纯度较高。

因此,本题正确答案是:洗涤;

③加入等体积等浓度Na2CO3溶液,加入后体积变为原来的两倍,故浓度变为原来的一半,即c(Li+)=c(CO32-)=0.5mol/L2Li++CO32-=Li2CO3,故碳酸根过量,反应后c(CO32-)=0.25mol/L,根据,从而求得c(Li+)=0.06mol/L,故沉锂率为100%=88.0%

因此,本题正确答案是:88.0%

练习册系列答案
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N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH=+179.5 kJ/mol K2

2NO(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH=-112.3 kJ/mol K3

试写出NOCO反应生成无污染物气体的热化学方程式____________________

以及此热化学方程式的平衡常数K=________(用K1、K2、K3表示)

(2)①一定条件下,单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示。温度高于710K时,随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是________

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方法1:电化学气敏传感器法。其中CO传感器的工作原理如图2所示,则工作电极的反应式为____

方法2:氧化还原滴定法。用H2O2溶液吸收尾气、将氮氧化物转化为强酸,用酸碱中和滴定法测定强酸浓度。写出NOH2O2溶液反应的离子方程式:________________

(3)NO2会污染环境,可用Na2CO3溶液吸收NO2 并生成CO2,已知9.2gNO2气体和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol,恰好反应后,使得溶液中的CO2完全逸出,所得溶被呈弱碱性,则溶液中存在的所有离子浓度大小关系是____________________________

(4)利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。当废气在塔内停留时间均为90s的情况下,测得不同条件下NO的脱氮率如图I、Ⅱ所示。

①由图I知,当废气中的NO含量增加时,宜选用___________法提高脱氮的效率。

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(5)研究表明:NaClO/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。图所示为复合吸收剂组成一定时,温度对脱硫脱硝的影响。温度高于60℃后,NO去除率下降的原因为___________

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(1)煤气化包含一系列化学反应,已知热化学方程式:

则反应 _____

(2)以投料比合成甲醇:,温度、压强与的平衡转化率的关系如图所示

回答下列问题:

_____(填>)0

______(”)

时,点的_____(>”或"<)

④若起始时提高投料比的平衡转化率将_______(増大减小”)

⑤参照下表,实际工业生产中大多采用,其优点是____________

span>方法

催化剂

条件

备注

特点

压力

温度

高压法

二元催化剂

25~30

380~400

1924年工业化

(1)催化剂不易中毒,再生困难

(2)副反应多

低压法

三元催化剂

5

230~270

1966年工业化

(1)催化剂易中毒,再生容易,寿命为1~2

(2)副反应少

(3)生成的反应为 ,在催化剂作用下的反应历程如下(表示吸附态)

化学吸附:

表面反应

脱附:

其中,的吸附分解反应活化能高,速率慢,决定了合成氨的整体反应速率.

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A 低温 B 高温 C 低压 D 高压 E 催化剂

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①长效缓释阿司匹林在人体内释放出阿司匹林的反应类型是______________

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已知:

(R、R’为烃基或氢原子)

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【题目】写出下列物质在水溶液中的电离方程式:

(1)HClO___________________________________________________

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Fe(OH)3____________________________________________________

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(1)A属于烯烃,其结构简式为______________,由A→B的反应类型是___________

(2)D中官能团的名称是_________________,由D→E的反应类型是________________

(3)E的名称是_______________

(4)写出FNaOH溶液反应的化学方程式_______________________

(5)MG的同分异构体,且满足以下条件:①能使溴的四氯化碳溶液褪色;②1mol M与足量饱和NaHCO3反应产生88g气体;③核磁共振氢谱为2组峰;则M的结构简式为(不考虑立体异构,只写一种)________________N是比M少一个碳原子的同系物,则N的同分异构体有_________种。

(6)参照上述合成路线,以和化合物E为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线________________________________

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