钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源,电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。实验过程如下:
已知:①还原性:Cl->Co2+;
②Fe3+和结合生成较稳定的[Fe(C2O4)3]3-,在强酸性条件下分解重新生成Fe3+。回答下列问题:
(1)废旧电池初步处理为粉末状的目的是________。
(2)从含铝废液得到Al(OH)3的离子方程式为___________
(3)滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有________(填化学式)。写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式____________
(4)滤渣的主要成分为_______(填化学式)。
(5)在空气中加热一定质量的CoC2O4·2H2O固体样品时,其固体失重率数据见下表,请补充完整表中问题。
已知:①CoC2O4在空气中加热时的气体产物为CO2。
②固体失重率=对应温度下样品失重的质量/样品的初始质量。
序号 | 温度范围/℃ | 化学方程式 | 固体失重率 |
Ⅰ | 120~220 | CoC2O4·2H2O CoC2O4+2H2O | 19.67% |
Ⅱ | 300~350 | ______ | 59.02% |
(6)已知Li2CO3的溶度积常数Ksp=8.64×10-4,将浓度为0.02 mol·L-1的Li2SO4和浓度为0.02 mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合,则溶液中的Li+浓度为________ mol·L-1。
高三化学工业流程中等难度题
钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源,电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。实验过程如下:
已知:①还原性:Cl->Co2+;
②Fe3+和结合生成较稳定的[Fe(C2O4)3]3-,在强酸性条件下分解重新生成Fe3+。回答下列问题:
(1)废旧电池初步处理为粉末状的目的是________。
(2)从含铝废液得到Al(OH)3的离子方程式为___________
(3)滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有________(填化学式)。写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式____________
(4)滤渣的主要成分为_______(填化学式)。
(5)在空气中加热一定质量的CoC2O4·2H2O固体样品时,其固体失重率数据见下表,请补充完整表中问题。
已知:①CoC2O4在空气中加热时的气体产物为CO2。
②固体失重率=对应温度下样品失重的质量/样品的初始质量。
序号 | 温度范围/℃ | 化学方程式 | 固体失重率 |
Ⅰ | 120~220 | CoC2O4·2H2O CoC2O4+2H2O | 19.67% |
Ⅱ | 300~350 | ______ | 59.02% |
(6)已知Li2CO3的溶度积常数Ksp=8.64×10-4,将浓度为0.02 mol·L-1的Li2SO4和浓度为0.02 mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合,则溶液中的Li+浓度为________ mol·L-1。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源,电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。实验过程如下:
已知:①还原性:Cl->Co2+;
②Fe3+和结合生成较稳定的[Fe(C2O4)3]3-,在强酸性条件下分解重新生成Fe3+。回答下列问题:
(1)废旧电池初步处理为粉末状的目的是________。
(2)从含铝废液得到Al(OH)3的离子方程式为___________
(3)滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有________(填化学式)。写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式____________
(4)滤渣的主要成分为_______(填化学式)。
(5)在空气中加热一定质量的CoC2O4·2H2O固体样品时,其固体失重率数据见下表,请补充完整表中问题。
已知:①CoC2O4在空气中加热时的气体产物为CO2。
②固体失重率=对应温度下样品失重的质量/样品的初始质量。
序号 | 温度范围/℃ | 化学方程式 | 固体失重率 |
Ⅰ | 120~220 | CoC2O4·2H2O CoC2O4+2H2O | 19.67% |
Ⅱ | 300~350 | ______ | 59.02% |
(6)已知Li2CO3的溶度积常数Ksp=8.64×10-4,将浓度为0.02 mol·L-1的Li2SO4和浓度为0.02 mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合,则溶液中的Li+浓度为________ mol·L-1。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源,电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。实验过程如下:
已知:①还原性:Cl->Co2+;
②Fe3+和C2O42-结合生成较稳定的[ Fe(C2O4)3]3-,在强酸性条件下分解重新生成Fe3+。回答下列问题:
(1)废旧电池初步处理为粉末状的目的是________________________________________。
(2)从含铝废液得到Al(OH)3的离子反应方程式为__________________________________。
(3)滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有__________(填化学式)。写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式__________________________________。
(4)滤渣的主要成分为____________________(填化学式)。
(5)在空气中加热一定质量的CoC2O4·2H2O固体样品时,其固体失重率数据见下表,请补充完整表中问题。
已知:①CoC2O4在空气中加热时的气体产物为CO2
②固体失重率=对应温度下样品失重的质量/样品的初始质量
序号 | 温度范围/℃ | 化学方程式 | 固体失重率 |
Ⅰ | 120-220 | CoC2O4·2H2OCoC2O4+2H2O | 19.67% |
Ⅱ | 300~350 | _________________________ | 59.02% |
(6)已知Li2CO3的溶度积常数Ksp=8.64×10-4,将浓度为0.02mol·L-1的Li2SO4和浓度为0.02 mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合,则溶液中的Li+浓度为___________mol·L-1
(7)从FeCl3溶液得到FeCl3·6H2O固体的操作关键是_________________________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
钴酸锂(LiCoO2)锂离子电池是一种应用广泛的新型电源,实验室尝试利用废旧钴酸锂锂离子电池回收铝、铁、铜、钴、锂元素,实验过程如下:
(1)碱浸泡过程中,铝被溶解的离子方程式为__________________________
(2)滤液A中加入草酸铵溶液,使Co元素以CoC2O4·2H2O沉淀形式析出。草酸钴是制备氧化钴及钴粉的重要原料。在空气中CoC2O4·2H2O的热分解失重数据见下表,请补充完整表中的热分解方程式。
序号 | 温度范围/℃ | 热分解方程式 | 固体失重率 |
① | 120~220 | 19.67% | |
② | 280~310 | 56.10% |
(3)过滤Li2CO3时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因:_____________________________________________________________
(4)最终所得的FeCl3溶液可作净水剂,试结合离子方程式解释其净水原理________________________________________________________
高三化学填空题困难题查看答案及解析
钴酸锂电池应用广泛,电池正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及少量Fe,可通过下列实验方法回收钴、锂。
几种金属离子沉淀完全(离子浓度为10-5mo/L) 的pH如下表:
离子 | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Co2+ |
溶液pH | 3.2 | 4.7 | 9.0 | 9.2 |
回答下列问题:
(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为________,滤液I的主要成分是_________。
(2)已知:氧化性Co3+>H2O2>Fe3+,“酸浸”过程中H2O2所起主要作用是_________。“调节pH”除去的离子主要有Al3+和_________。
(3)酸浸时浸出率随温度变化如图所示,温度升高至50℃以上时漫出率下降的原因是___________。
(4)“萃取”和“反萃取“可简单表示为: Co2++2(HA)2 Co(HA2)2+2H+。则反萃取过程加入的试剂X是_____________。
(5)向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液,发生反应的离子方程式为____________。
(6)工业上用Li2CO3粗品制备高纯Li2CO3可采用如下方法:将Li2CO3溶于盐酸,加入如图所示的电解槽,电解后向LiOH溶液中加入稍过量的NH4HCO3溶液,过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①电解槽中阳极的电极反应式是__________________。
②向LiOH溶液中加入稍过量的NH4HCO3溶液时,发生反应的化学方程式为__________。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂(LiCoO2)的正极粉均匀涂覆在铝箔上制成的,可以再利用。某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴。
(1)钴酸锂(LiCoO2)改写为氧化物形式为 。
(2)25℃时,用图1所示装置进行电解,有一定量的钴以Co2+的形式从正极粉中浸出,且两极均有气泡产生,一段时间后正极粉与铝箔剥离。
①阴极的电极反应式为:LiCoO2+4H++e-=Li++Co2++2H2O、 。阳极的电极反应式为 。
②该研究小组发现硫酸浓度对钴的浸出率有较大影响,一定条件下,测得其变化曲线如图2所示。当c(H2SO4)>0.4mol·L-1时,钴的浸出率下降,其原因可能为 。
(2)电解完成后得到含Co2+的浸出液,且有少量正极粉沉积在电解槽底部。用以下步骤继续回收钴。
①写出“酸浸”过程中正极粉发生反应的化学方程式 。该过程中也可以用Na2S2O3代替H2O2,则反应的离子方程式为 。
②已知(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性,下列关系中正确的是 (填字母序号)。
A.c(NH4+)>c(C2O42-)>c(H+)>c(OH-)
B.c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)
C.c(NH4+)+c(NH3•H2O )=2[c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)]
(4)已知所用锂离子电池的正极材料为xg,其中LiCoO2(M=98g·mol-1)的质量分数为a%,则回收后得到CoC2O4•2H2O(M=183g·mol-1)的质量不高于 g。
高三化学填空题简单题查看答案及解析
目前钴酸锂(LiCoO2)锂离子电池应用十分广泛,从废旧钴酸锂理离子电池中回收铝、铁、钴、锂等元素成了重要的研究课题,某小组模拟工业流程从废旧电池中对上述元素进行提取。
已知:①滤液1中阳离子有H+、CO3+、Fe3+、Al3+、Li+等;
②几种物质不同温度下的溶解度如下表所示:
T/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 |
S(Li2CO3)/g | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 |
S(Li2SO4)/g | 34.2 | 32.8 | 31.9 | 30.7 |
(1)钴酸锂(LiCoO2)中钴元素的化合价是_______________。
(2)上述流程中将CoO2-转化为Co3+的离子方程式为_________________。
(3)滤液1中加入Na2SO3的主要目的是_____________________;加入NaClO3的主要目的是____________。
(4)为了使Fe3+、Al3+沉淀完全(通常认为金属离子浓度小于或等于10-5mol·L-1时表示已沉淀完全)加入氨水调节pH的最小值是____________(保留一位小数)。{已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39,Ksp[Al(OH)3]=2.7×10-34,lg3=0.52}
(5)滤液3中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,需要用“热水洗涤”的原因是_________。
(6)为得到高纯度的Li2CO3,需将粗产品Li2CO3与盐酸反应制得的LiCl进行电解。其原理如图所示:
①电解时阳极的电解反应式为_____________________。
②电解后向产品LiOH溶液中加入过滤NH4HCO3溶液生成Li2CO3,反应的化学方程式为__________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
(14分)某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂(LiCoO2)的正极粉均匀涂覆在铝箔上制成的,可以再生利用。某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴。
(1)25℃时,用图1所示装置进行电解,有一定量的钴以Co2+的形式从正极粉中浸出,且两极均有气泡产生,一段时间后正极粉与铝箔剥离。
①阴极的电极反应式为:LiCoO2 + 4H+ + e- === Li+ + Co2+ + 2H2O 、 。
阳极的电极反应式为 。
②该研究小组发现硫酸浓度对钴的浸出率有较大影响,一定条件下,测得其变化曲线如图2所示。当c(H2SO4) > 0.4 mol·L-1时,钴的浸出率下降,其原因可能为 。
(2)电解完成后得到含Co2+的浸出液,且有少量正极粉沉积在电解槽底部。用以下步骤继续回收钴。
①写出“酸浸”过程中正极粉发生反应的化学方程式 。该步骤一般在80℃以下进行,温度不能太高的原因是 。
②已知(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性,下列关系中正确的是 (填字母序号)。
a.c (NH4+)> c(C2O42-)>c (H+)>c (OH-)
b.c (H+) +c (NH4+) =c (OH-) + c(HC2O4-)+c(C2O42-)
c.c (NH4+)+ c (NH3•H2O ) = 2[c(C2O42-) + c(HC2O4-) + c(H2C2O4)]
(3)已知所用锂离子电池的正极材料为x g,其中LiCoO2(M = 98 g·mol-1)的质量分数为a%,则回收后得到CoC2O4•2H2O (M = 183 g·mol-1)的质量不高于 g。
高三化学简答题极难题查看答案及解析
锂离子电池应用十分广泛,从废旧钻酸锂(LiCoO2)锂离子电池中回收铝、铁、钴、锂等元素成了重要的研究课题。现欲利用图19所示的工艺流程回收废旧电池中的某些金属资源(部分条件未给出)。回答下列问题:
已知:①滤液1中阳离子有H+、Co2+、Fe2+、Al3+、Li+等;
②两种物质不同温度下的溶解度如下表所示:
(1)钴酸锂( LiCoO2)钴元素的化合价为___________。
(2)浸泡时加入Na2SO3的主要目的是______________________;可用盐酸代替H2SO4和Na2SO3的混合液,但缺点是______________________。
(3)滤液1中加入NaClO3的主要目的是______________________(用离子方程式表示)。
(4)为了使Fe3+、Al3+沉淀完全(通常认为金属离子浓度小于或等于10-5mo·L-1时已沉淀完全)加入氨水调节pH的最小值是___________。(已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39,Ksp[Al(OH)3]=2.7×10-34,1g3=0.52)
(5)滤液3中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,需要用“热水洗涤”的原因是___________。
(6)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,利用如图所示的装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为___________(填化学式)溶液;阳极电极反应式为______________________;电解过程中Li+向___________(填“A”或“B”)电极迁移。
高三化学工业流程困难题查看答案及解析
某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂(LiCoO2)的正极粉均匀涂覆在铝箔上制成的,可以再生利用.某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴。
(1)25℃时,用图1所示装置进行电解,有一定量的钴以Co2+的形式从正极粉中浸出,且两极均有气泡产生,一段时间后正极粉与铝箔剥离。
①阴极的电极反应式为:LiCoO2+4H++e-=Li++Co2++2H2O,阳极的电极反应式为______。
②该研究小组发现硫酸浓度对钴的浸出率有较大影响,一定条件下,测得其变化曲线如图2所示。当c(H2SO4)>0.4mol•L-1时,钴的浸出率下降,其原因可能为______。
(2)电解完成后得到含Co2+的浸出液,且有少量正极粉沉积在电解槽底部。用以下步骤继续回收钴。
①写出“酸浸”过程中正极粉发生反应的化学方程式______。该步骤一般在80℃以下进行,温度不能太高的原因是______。
②已知(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性,下列关系中正确的是______(填字母序号)。
a.c(NH4+)>c(C2O42-)>c(H+)>c(OH-)
b.c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+c(HC2O42-)
c.c(NH4+)+c(NH3•H2O)=2[c(HC2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)]
高三化学综合题简单题查看答案及解析