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LiNiO2是一种前景很好的锂离子电池正极材料。当温度高于850°C时，LiNiO2会分解。请按要求回答下列问题：

(1)LiNiO2中Ni的化合价为___________，工业上用Ni(OH)2与LiOH的混合物在空气流中加热到700~800°C制得 LiNiO2，该反应的化学方程式为___________，加热温度不宜过高的原因是_________，工业上也可用LiNO3代替上述工艺中的LiOH，存在的缺点可能是_______。

(2)以废旧二次电池为原料回收利用合成Ni(OH)2的工艺如下：

已知：酸浸后滤液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+；

Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10－38，Ksp[Al(OH)3]=1.0×10－33，Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10－14；

①滤渣Ⅱ为___________。

②“氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去，反应历程如下：

i．5S2O82－+2Mn2++8H2O=2MnO4－+10SO42－+16H+；

ii．______________________(用离子方程式表示)。

③转化操作后，还需经过过滤、洗涤、烘干得到产品。检验Ni(OH)2是否洗涤干净的实验操作是___________。

④调pH=5操作时，已知溶液中Ni2+浓度为2.0mol/L，则“滤渣II”中是否存在Ni(OH)2沉淀?___________(列式计算，并使用必要的文字说明)。

高三化学工业流程困难题

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试题解析

相关试题

LiNiO2是一种前景很好的锂离子电池正极材料。当温度高于850°C时，LiNiO2会分解。请按要求回答下列问题：
(1)LiNiO2中Ni的化合价为___________，工业上用Ni(OH)2与LiOH的混合物在空气流中加热到700~800°C制得 LiNiO2，该反应的化学方程式为___________，加热温度不宜过高的原因是_________，工业上也可用LiNO3代替上述工艺中的LiOH，存在的缺点可能是_______。
(2)以废旧二次电池为原料回收利用合成Ni(OH)2的工艺如下：
已知：酸浸后滤液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+；
Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10－38，Ksp[Al(OH)3]=1.0×10－33，Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10－14；
①滤渣Ⅱ为___________。
②“氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去，反应历程如下：
i．5S2O82－+2Mn2++8H2O=2MnO4－+10SO42－+16H+；
ii．______________________(用离子方程式表示)。
③转化操作后，还需经过过滤、洗涤、烘干得到产品。检验Ni(OH)2是否洗涤干净的实验操作是___________。
④调pH=5操作时，已知溶液中Ni2+浓度为2.0mol/L，则“滤渣II”中是否存在Ni(OH)2沉淀?___________(列式计算，并使用必要的文字说明)。

高三化学工业流程困难题查看答案及解析
LiNiO2是锂离子电池的正极活性材料，其制备原理可表示为4Ni(OH)2＋4LiOH＋O2=4LiNiO2＋6H2O。下列说法正确的是(　　)
A．LiNiO2中Ni的化合价是＋1　　　 B．该反应中LiOH是还原剂
C．OH－和Li＋含有的电子数相同　　 D．LiNiO2中既含离子键又含共价键

高三化学选择题中等难度题查看答案及解析
（18分）金属镍（Ni）的应用越来越广泛。
（1）LiNiO₂常用作锂离子电池的正极材料，负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li^＋的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：
xLi＋Li_1-xNiO₂LiNiO₂
LiNiO₂中，Ni元素的化合价为________；充电时，LiNiO₂中化合价发生变化的元素有________（填元素符号）
（2）Ni常被镀在金属制品上以保护金属不生锈。镀镍的方法有：
方法Ⅰ：电镀镍。以NiSO₄为电镀液。
① 待镀零件与电源________相连，金属镍板与电源________相连。
方法Ⅱ：化学镀。将待镀零件浸泡在含有Ni²⁺和H₂PO₂^－的溶液中，在酸性等条件下发生下述反应：
（a）________Ni²⁺ + ________ H₂PO₂^－+ ________ → ________Ni ⁺ + ________ H₂PO₃^－+ ________
（b）6H₂PO₂^－ + 2H⁺ ＝ 2P+ 4H₂PO₃^－+ 3H₂↑
上述反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金，从而达到化学镀镍的目的。
② 请在答题卡上写出并配平反应式（a）。
③ 化学镀与电镀相比较，在原理上的相同点是：。
（3）Ni可以与CO(g)发生反应：
利用该反应可以提纯粗Ni，得到高纯度的金属Ni。
① 该反应的平衡常数表达式为
② 生产中，在如图所示密闭容器中充入CO气体，粗Ni放置在（填编号）
A．低温区 B．高温区

高三化学填空题简单题查看答案及解析
金属镍（Ni）的应用越来越广泛．
（1）LiNiO₂常用作锂离子电池的正极材料，负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li⁺的高分子材料．这种锂离子电池的电池反应式为：xLi+Li_1-xNiO₂LiNiO₂
LiNiO₂中，Ni元素的化合价为________；充电时，LiNiO₂中化合价发生变化的元素有________（填元素符号）
（2）Ni常被镀在金属制品上以保护金属不生锈．镀镍的方法有：
方法Ⅰ：电镀镍．以NiSO₄为电镀液．
①待镀零件与电源________相连，金属镍板与电源________相连．
方法Ⅱ：化学镀．将待镀零件浸泡在含有Ni²⁺和H₂PO₂^-的溶液中，在酸性等条件下发生下述反应：（a）________Ni²⁺+________ H₂PO₂^-+________→________Ni⁺+________ H₂PO₃^-+________
（b）6H₂PO₂^-+2H⁺=2P+4H₂PO₃^-+3H₂↑
上述反应可在塑料镀件表面沉积镍-磷合金，从而达到化学镀镍的目的．
②请在答题卡上写出并配平反应式（a）．
③化学镀与电镀相比较，在原理上的相同点是：________．Ni（s）+4CO（g）Ni（CO）4（g）
（3）Ni可以与CO（g）发生反应：
利用该反应可以提纯粗Ni，得到高纯度的金属Ni．
①该反应的平衡常数表达式为________
②生产中，在如图所示密闭容器中充入CO气体，粗Ni放置在________（填编号）
A．低温区 B．高温区．

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
锂离子电池的广泛应用使得锂电池的回收利用一直是科学家关注的焦点。磷酸铁锂则是锂电池中最有前景的正极材料，磷酸铁是其前驱体，充放电时可以实现相互转化。某研究性小组对废旧锂离子电池正极材料(图中简称废料，成份为LiFePO4、碳粉和铝箔)进行金属资源回收研究，设计实验流程如下：
已知：①FePO4可溶于稀H2SO4，不溶于水和其他的酸。
②Li2SO4、LiOH和Li2CO3在273K下的溶解度分别为34.2g、22.7g和1.54g
373K下，Li2CO3的溶解度为0.72g
③Ksp[Al(OH)3]=10-32　　 Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38
（1）可以提高操作1浸出率的方法有(写出3种)　　　　　　　　　　。
（2）完成操作3中的离子方程式：　　　　　　　　。
（3）该锂电池充电时的正极反应式：　　　　　　　　　　　　　。
（4）操作4中应选择试剂　　　　　　　　将溶液调节pH值至　　　　　　。
（5）沉淀C的成分　　　　　　　　
（6）磷酸铁也可以通过电解法制备，如右图，请完成制备过程的总反应离子方程式：　　　　　　　　。

高三化学填空题极难题查看答案及解析
【化学—选修2 化学与技术】
锂离子电池的广泛应用使得锂电池的回收利用一直是科学家关注的焦点。磷酸铁锂是锂电池中最有前景的正极材料，磷酸铁是其前驱体，充放电时可以实现相互转化。某研究性小组对废旧锂离子电池正极材料(图中简称废料，成份为LiFePO4、碳粉和铝箔)进行金属资源回收研究，设计实验流程如下：
已知：① FePO4可溶于稀H2SO4，不溶于水和其他的酸。
② Li2SO4、LiOH和Li2CO3在273K下的溶解度分别为34.2g、22.7g和1.54g，
在373K下，Li2CO3的溶解度为0.72g
③ Ksp[Al(OH)3]=10-32　　 Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38
（1）操作1为：　　　　　　　　　　　　　。
（2）滤液A中通入过量CO2的化学方程式为：　　　　　　　　　　　　　。
（3）可以提高操作1浸出率的方法有(写出3种)　　　　　　　　　　　　　。
（4）完成操作3中的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　。
（5）该锂电池充电时的阳极反应式：　　　　　　　　　　　　　。
（6）操作4中应选择试剂：　　　　　　　　　　　　　。
（7）沉淀C的成分：　　　　　　　　　。

高三化学实验题简单题查看答案及解析
锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、铝箔和有机物导电剂等。现利用以下流程回收正极材料中的某些资源。
请回答下列问题：
（1）用硫酸和过氧化氢酸浸时，一般在90℃下进行，写出该步骤中发生的主要氧化还原反应的化学反应方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。当有1mol LiCoO2参加反应时，得到氧化产物的质量为　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）常温条件下调pH时，若使Al3+完全沉淀所需最小的pH为　　　　　　　　（保留整数）。（已知：离子浓度等于或小于1．×10-6时，认为其完全沉淀；Al（OH）3的Ksp=1．13×10-33）
（3）操作1的名称是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）从平衡角度进行解释生成CoCO3固体的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）钴元素与铁元素都属于第VIII族，它们的化合物有相似的性质。Co（OH）2在空气中加热时，钴元素在固体残留物中的百分含量有如下图所示的变化。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水，则A点时，剩余固体的成分为___________（填化学式）；在550-600℃范围内，剩余固体的成分为　　　　　　　　　　　　　　（填化学式）。

高三化学实验题极难题查看答案及解析
LiFePO₄新型锂离子电池因其原材料丰富、对环境友好、循环性能和安全性能好的特点，具有广阔的应用前景。已知该电池放电时的电极反应式为：
正极：FePO₄+Li⁺+e^－=LiFePO₄，负极：Li－e^－=Li⁺，下列说法中正确的是
A．充电时阳极反应为Li⁺+e^－=Li
B．充电时动力电池上标注“－”的电极应与外接电源的负极相连
C．放电时电池内部Li⁺向负极移动
D．放电时，在正极上是Li⁺得电子被还原

高三化学选择题中等难度题查看答案及解析
实验室里，从废旧钴酸锂离子电池的正极材料(在铝箔上涂覆活性物质 LiCoO2)中，回收钴、锂的操作流程如图所示：
回答下列问题。
(1)拆解废旧电池获取正极材料前，先将其浸入 NaCl 溶液中，使电池短路而放电，此时溶液温度升高，该过程中能量的主要转化方式为_____。
(2)“碱浸”过程中产生的气体是_____；“过滤”所得滤液用盐酸处理可得到氢氧化铝，反应的化学方程式为_________。
(3)“酸浸”时主要反应的离子方程式为_____；若硫酸、Na2S2O3 溶液用一定浓度的盐酸替代，也可以达到“酸浸”的目的，但会产生_________(填化学式)污染环境。
(4)“沉钴”时，调 pH 所用的试剂是_____；“沉钴”后溶液中 c(Co2+)=_____。(已知：Ksp[Co(OH)2]=1.09×l0-15)
(5)根据如图判断，“沉锂”中获得Li2CO3 固体的操作主要包括_______、_______、洗涤、干燥等步骤。

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
实验室里，从废旧钴酸锂离子电池的正极材料（在铝箔上涂覆活性物质LiCoO2）中，回收钴、锂的操作流程如下图所示：
回答下列问题。
（1）拆解废旧电池获取正极材料前，先将其浸入NaCl溶液中，使电池短路而放电，此时溶液温度升高，该过程中能量的主要转化方式为____。
（2）“碱浸”过程中产生的气体是____；“过滤”所得滤液用盐酸处理可得到氢氧化铝，反应的化学方程式为____。
（3）“酸浸”时主要反应的离子方程式为____；若硫酸、Na2S2O3溶液用一定浓度的盐酸替代，也可以达到“酸浸”的目的，但会产生____（填化学式）污染环境。
（4）“沉钴”时，调pH所用的试剂是____；“沉钴”后溶液中c（Co2+）=____。（已知：Ksp[Co（OH）2]=1.09×l0-15）
（5）在空气中加热Co（OH）2，使其转化为钴的氧化物。加热过程中，固体质量与温度的关系如左下图所示。290～500℃，发生反应的化学方程式为____。
（6）根据右下图判断，“沉锂”中获得Li2CO3固体的操作主要包括____、____、洗涤、干燥等步骤。

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