可通过下列流程回收废旧锂离子电池正极材料(LiCoO2,含少量Al、Fe)中的钴和锂。
回答下列问题:
(1)“酸溶、还原”过程中S2O32-转化为SO42-,LiCoO2参与反应的离子方程式为____________________________________。
(2)“废渣”的主要成分为___________________。
(3)“沉钴”过程中,当溶液的pH=10时,c(Co2+)=______mol· L-1(已知常温下KSP[Co(OH)2]=1.58×10-15)。
(4)在空气中加热Co(OH)2,固体残留率随温度的变化如图所示。
290℃时,完全脱水变为Co2O3,反应的化学方程式为_______________;500℃时的主要产物为_____________(填化学式);将1000℃时的分解产物1mol与2.2mol Na2O(稍过量)在充氩封闭管中共热,会生成鲜红色的晶体,该晶体的阴离子为正三角形结构,晶体的化学式为__________________。
(5)“滤液X”中最主要的溶质是_______________(填化学式)。
高三化学工业流程中等难度题
可通过下列流程回收废旧锂离子电池正极材料(LiCoO2,含少量Al、Fe)中的钴和锂。
回答下列问题:
(1)“酸溶、还原”过程中S2O32-转化为SO42-,LiCoO2参与反应的离子方程式为____________________________________。
(2)“废渣”的主要成分为___________________。
(3)“沉钴”过程中,当溶液的pH=10时,c(Co2+)=______mol· L-1(已知常温下KSP[Co(OH)2]=1.58×10-15)。
(4)在空气中加热Co(OH)2,固体残留率随温度的变化如图所示。
290℃时,完全脱水变为Co2O3,反应的化学方程式为_______________;500℃时的主要产物为_____________(填化学式);将1000℃时的分解产物1mol与2.2mol Na2O(稍过量)在充氩封闭管中共热,会生成鲜红色的晶体,该晶体的阴离子为正三角形结构,晶体的化学式为__________________。
(5)“滤液X”中最主要的溶质是_______________(填化学式)。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
废旧锂离子电池的正极材料试样(主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等)可通过下列方法回收钴、锂。
已知:①Co(OH)2是两性氢氧化物。
请回答下列问题:
(1)浸出过程中为加快浸出速率,可以采取的措施有 (写出两点)。
(2)浸出过程中Na2S2O3被氧化为Na2SO4的化学方程式为 。
该过程中可用盐酸代替H2SO4和Na2S2O3,但缺点是 。
(3)滤渣的成分为 ,充入空气的目的是 。
(4)沉钴过程中不使用NaOH溶液的原因是 。当溶液中c(Co2+)≤10-5mol·L-1时即认为沉淀完全,则需要控制x≥ (Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15)。制得的Co(OH)2不宜在空气中长期放置,会被空气中的O2氧化成Co(OH)3,化学反应方程式为 。
(5)碳酸锂的溶解度随温度的变化如右图所示,则洗涤碳酸锂沉淀时应选 (填“热水”或“冷水”)。
高三化学实验题极难题查看答案及解析
废旧锂离子电池的正极材料试样(主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等)可通过下列实验方法回收钴,并制备金属锂。
已知:①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Co(OH)2 |
开始沉淀pH | 2.7 | 3.7 | 9.6 |
完全沉淀pH | 3.7 | 4.7 | 11 |
②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表:
温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 50 | 75 | 100 |
Li2CO3的溶解度/g | 1.539 | 1.406 | 1.329 | 1.181 | 0.866 | 0.728 |
(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为_____。
(2)上述流程中为加快化学反应速率而采取的措施是_____。
(3)在上述溶解过程中,通入SO2的目的为_____。
(4)加NaOH调pH的目的是_____。
(5)写出“沉钴”过程中发生反应的离子方程式_____。
(6)洗涤所得Li2CO3沉淀要使用_____(填“热水”或“冷水”),将氯化锂溶液蒸干的过程中还需不断通入HCl气体,其作用是_____。
(7)Co(OH)2在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水,则1000℃时,剩余固体的成分为_____(填化学式)。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
高三化学解答题中等难度题查看答案及解析
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)。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
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。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
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。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
废旧锂离子电池的回收利用意义重大,其正极废料的主要成分是LiCoO2、铝、炭黑及其他杂质,回收利用的流程如下图。
已知“溶液A”中主要金属离子是Co2+、Li+,还含有少量Fe3+、Al3+、Cu2+。
(1)写出步骤①中溶解铝的离子方程式:___________________,写出固体X到粗铝过程中所涉及的化学方程式:________________________。
(2)步骤②加入H2SO4和物质Y,物质Y可能为________(填序号)。
a.KMnO4溶液 b.稀硝酸溶液 c. H2O2溶液
写出步骤②中LiCoO2固体溶解的化学方程式:_______________________。
(3)实验表明溶液A中各种金属离子的沉淀虑随pH的变化如下图,现向溶液A中加入氨水,除去杂质离子________(填离子符合),应调节pH范围为_____________。
(4)母液中主要的溶质为_________________。
(5)从2kg锂离子电池正极材料(Li元素含量为7%)中可回收LiCO3的质量为_______g。(已知回收率为85%)
高三化学填空题困难题查看答案及解析
废旧锂离子电池的回收利用的意义重大,其正极废料的主要成分是LiCoO2、铝、炭黑及其他杂质,回收利用的流程如下:
已知“溶液A”中主要金属离子是Co2+、Li+,还含有少量Fe3+、Al3+、Cu2+。
(1)步骤①中铝溶解的离子方程式为_________________,固体X的成分是_________。
(2)步骤②中LiCoO2固体溶解的化学方程式为_______________ ,该反应的还原剂是_______。
(3)母液中含量最大的三种离子是_________。
(4) (NH4)2C2O4是一种化学实验室常用的试剂,预测其溶解性___________(填“可溶于水”或“不溶于水”)。一定温度下,(NH4)2C2O4固体可分解出NH3和CO等物质,思考其它的产物并写出其分解的化学方程式__________________。
高三化学简答题困难题查看答案及解析