废旧锂电池正极材料主要含LiCoO2、Al等,以其为原料获得CoC2O4和LiCO3的一种工艺路线如图所示。已知:LiCoO2是不溶于水的固体。
回答下列问题:
(1)滤液①的主要溶质的化学式是_____________。
(2)反应①中过滤时所需的玻璃仪器有___________________。
(3)反应②中LiCoO2与H2O2反应的离子方程式为__________________。
(4)滤液③中含有Na2C2O4,0.1 mol·L-1的Na2C2O4溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________。
高三化学简答题简单题
废旧锂电池正极材料主要含LiCoO2、Al等,以其为原料获得CoC2O4和LiCO3的一种工艺路线如图所示。已知:LiCoO2是不溶于水的固体。
回答下列问题:
(1)滤液①的主要溶质的化学式是_____________。
(2)反应①中过滤时所需的玻璃仪器有___________________。
(3)反应②中LiCoO2与H2O2反应的离子方程式为__________________。
(4)滤液③中含有Na2C2O4,0.1 mol·L-1的Na2C2O4溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________。
高三化学简答题简单题查看答案及解析
某废旧电池材料的主要成分为钴酸锂(LiCoO2),还含有一定量的铁、铝、铜等元素的化合物,其回收工艺如图所示,最终可得到Co2O3和锂盐。
已知:CoC2O4·2H2O微溶于水,它的溶解度随温度升高而逐渐增大,且能与过量的C2O42-离子生成Co(C2O4)n2(n-1)-而溶解。
(1)“还原酸浸”过程中钴酸锂反应的离子方程式________________________________________;温度通常控制在40℃以下的原因是_______________________________________________。
(2)“除铝铁”过程的两种试剂的作用分别是____________________,______________________。
(3)“除铜”所用试剂X为H2S,试写出该反应的离子方程式______________________________。
(4)“沉钴”过程中,(NH4)2C2O4的加入量(图a)、沉淀反应的温度(图b)与钴的沉淀率关系如图所示:
①随n(C2O42-):N(Co2+)比值的增加,钴的沉淀率先逐渐增大后又逐渐减小的原因________________________________________________________________________。
②沉淀反应时间为10 min,温度在50℃以上时,随温度升高而钴的沉淀率下降的可能原因是_________________________________________________________。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
某废旧电池材料的主要成分为钴酸锂(LiCoO2),还含有一定量的铁、铝、铜等元素的化合物,其回收工艺如图所示,最终可得到Co2O3和锂盐。
已知:CoC2O4·2H2O微溶于水,它的溶解度随温度升高而逐渐增大,且能与过量的C2O42-离子生成Co(C2O4)n2(n-1)-而溶解。
(1)“还原酸浸”过程中,LiCoO2发生反应的离子方程式为:___,该过程温度通常控制在40℃以下的原因是:___。
(2)“除铝铁”过程的两种试剂的作用分别是___,___。
(3)“除铜”所用试剂X为H2S,试写出该反应的离子方程式:___。并计算室温下该反应的平衡常数K=___,已知:25℃时Kap(CuS)=8.5×10-45,已知H2S在水中的的电离常数:K1=1.3×10-7,K2=7.l×10-15
(4)“沉钴”过程中,(NH4)2C2O4的加入量(图a)、沉淀反应的温度(图b)与钴的沉淀率关系如图所示:
①随n(C2O42-):N(Co2+)比值的增加,钴的沉淀率先逐渐增大后又逐渐减小的原因___。
②沉淀反应时间为10 min,温度在50℃以上时,随温度升高而钴的沉淀率下降的可能原因是___。
(5)已知“沉锂”过程中,滤液a中的c(Li+)约为10-1mol·L-1,部分锂盐的溶解度数据如下表所示。
结合数据分析,沉锂过程所用的试剂b是___(写化学式),相应的操作方法:向滤液a中加入略过量的试剂b,搅拌,___,___,洗涤干燥。检验沉淀洗净的方法是___。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
某废旧电池材料的主要成分为钴酸锂(LiCoO2),还含有一定量的铁、铝、铜等元素的化合物,其回收工艺如图所示,最终可得到Co2O3和锂盐。
已知:CoC2O4·2H2O微溶于水,它的溶解度随温度升高而逐渐增大,且能与过量的C2O42-离子生成Co(C2O4)n2(n-1)-而溶解。
(1)“还原酸浸”过程中,LiCoO2发生反应的离子方程式为________,该过程温度通常控制在40℃以下的原因是________。
(2)“除铝铁”过程的NaClO3的作用是_______。
(3)“沉钴”过程中,(NH4)2C2O4的加入量(图a)、沉淀反应的温度(图b)与钴的沉淀率关系如图所示:
①随n(C2O42-):n(Co2+)比值的增加,钴的沉淀率先逐渐增大后又逐渐减小的原因是_______。
②沉淀反应时间为10 min,温度在50℃以上时,随温度升高而钴的沉淀率下降的可能原因是___________。
(4)已知“沉锂”过程中,滤液a中的c(Li+)约为10-1mol·L-1,部分锂盐的溶解度数据如表所示。
Li2SO4 | Li2CO3 | |
0℃ | 36.1g | 1.33g |
100℃ | 24.0g | 0.72g |
结合数据分析,沉锂过程所用的试剂b是_________(写化学式),相应的操作方法:向滤液a中加入略过量的试剂b,搅拌,加热浓缩,________,洗涤干燥。
高三化学工业流程困难题查看答案及解析
某废旧锂电池材料含有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂石墨和铝粉等。回收废旧锂电池中钴的工艺流程如下:
已知:Ksp(CoC2O4)=2.5×10-9,Ksp(CoCO3)=1.5×10-13
回答下列问题:
(1)“浸出液”的主要成分是LiHC2O4、Al(HC2O4)3,“浸出渣”的主要成分是CoC2O4。“浸出”中生成CoC2O4的化学方程式为 _______ ,若H2C2O4用量过大,CoC2O4的产率反而会降低,原因是____。
(2)“转化”中加入Na2CO3溶液发生反应的离子方程式为___________,该反应进行的程度较大,试用平衡常数K解释原因 _____ 。
(3)“电解”时装置如图所示。阳极的电极反应式为______,电解后a室中的电解液可返回 ________工序继续使用。
(4)某废旧锂电池粉末中LiCoO2的质量分数为w,将mkg该废料进行回收利用,电解得到钴nkg,钴的回收率为____。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
从废旧锂离子二次电池(主要成分为LiCoO2,还含有少量石墨和镀镍金属钢壳、铝箔以及钙等杂质)中回收钴和锂的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“碱浸”的目的是_______。
(2)“酸浸”过程中LiCoO2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”除去的杂质离子有Ni2+外,还有_______。
(4)“萃取分离”中钴、锂萃取率与平衡pH关系如图所示, pH一般选择5左右,理由是________。
(5)“沉锂”中Li2CO3溶解度随温度变化曲线如下图所示:
①根据平衡原理分析Li2CO3在水中溶解度随温度变化的原因_____________________。
②为获得高纯Li2CO3,提纯操作依次为趁热过滤、________、烘干。
③若“沉锂”中c(Li+)=1.0 mol·L−1,加入等体积等浓度Na2CO3溶液,此时实验所得沉锂率为________。(已知Li2CO3的Ksp为9.0×10-4)
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
从废旧锂离子二次电池(主要成分为LiCoO2,还含有少量石墨和镀镍金属钢壳、铝箔以及钙等杂质)中回收钴和锂的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“碱浸”的目的是_______。
(2)“酸浸”过程中LiCoO2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”除去的杂质离子有Ni2+外,还有_______。
(4)“萃取分离”中钴、锂萃取率与平衡pH关系如图所示, pH一般选择5左右,理由是________。
(5)“沉锂”中Li2CO3溶解度随温度变化曲线如下图所示:
①根据平衡原理分析Li2CO3在水中溶解度随温度变化的原因_____________________。
②为获得高纯Li2CO3,提纯操作依次为趁热过滤、________、烘干。
③若“沉锂”中c(Li+)=1.0 mol·L−1,加入等体积等浓度Na2CO3溶液,此时实验所得沉锂率为________。(已知Li2CO3的Ksp为9.0×10-4)
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从废旧锂离子二次电池(主要成分为LiCoO2,还含有少量石墨和镀镍金属钢壳、铝箔以及钙等杂质)中回收钴和锂的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“碱浸”的目的是_______。
(2)“酸浸”过程中LiCoO2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”除去的杂质离子有Ni2+外,还有_______。
(4)“萃取分离”中钴、锂萃取率与平衡pH关系如图所示, pH一般选择5左右,理由是________。
(5)“沉锂”中Li2CO3溶解度随温度变化曲线如下图所示:
①根据平衡原理分析Li2CO3在水中溶解度随温度变化的原因_____________________。
②为获得高纯Li2CO3,提纯操作依次为趁热过滤、________、烘干。
③若“沉锂”中c(Li+)=1.0 mol·L−1,加入等体积等浓度Na2CO3溶液,此时实验所得沉锂率为________。(已知Li2CO3的Ksp为9.0×10-4)
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利用废旧锂离子电池的正极材料(主要成分为LiCoO2、Al以及少量Ca、Mg、Cu、Fe等)制备Co3O4微球的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)LiCoO2 中Co元素的化合价为_______。
(2)步骤①中生成Co2+的离子方程式为_______。此过程中若用浓盐酸代替H2SO4和H2O2的混合溶液,除因挥发使其利用率降低外,还有的缺点是_______。
(3)步骤②中,不同pH下溶液中金属离子的去除效果如下图所示。该过程加入NaOH调节溶液pH的最佳范围是_______,理由是_______。
(4)步骤④中,过滤、洗涤操作均需用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_______。
(5)步骤⑤中,Co(OH)2在空气中高温焙烧生成Co3O4的化学方程式为_______。
(6)若以钴为电极,控制一定条件,电解NaCl溶液也可制取Co3O4的前驱体Co(OH)2。写出电解的总反应方程式_______。
(7)实验室测得“浸出液”中钴元素的含量为a mg/L,取20 mL“浸出液”模拟上述流程进行实验,得到“Co3O4微球”产品b g,又测得产品中钴元素的质量分数为w%。计算钴的回收率为_______(列式表示)。
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