随着新能源汽车产业的快速发展,带来大量的废旧电池,一种以废旧磷酸铁锂电池正极为原料回收铝、铁和锂元素的工艺流程如下:
已知:①易溶于硫酸中。
②磷酸铁锂电池正极材料:磷酸铁锂,乙炔黑(主要成分碳单质,着火点大于750℃)导电剂和有机粘结剂PVDF(一种高分子有机物),均匀混合后涂覆于铝箔上。
回答下列问题:
(1)破碎的作用是________,烧结的主要目的是________。
(2)碱溶发生的非氧化还原反应的离子方程式是________________。
(3)若在实验室中进行操作1、2、3,需要用到的玻璃仪器有________。
(4)滤渣1酸浸的目的是________。
(5)滤渣2主要成分是________。
(6)pH与Fe、Li沉淀率关系如下表,为使滤液2中Fe、Li分离,溶液的pH应调节为________。
溶液pH与Fe、Li沉淀率关系
pH | 3.5 | 5 | 6.5 | 8 | 10 | 12 |
Fe沉淀率 | 66.5 | 79.2 | 88.5 | 97.2 | 97.4 | 98.1 |
Li沉淀率 | 0.9 | 1.3 | 1.9 | 2.4 | 4.5 | 8.0 |
(7)碳酸锂的溶解度随温度变化如下图所示。向滤液3中加入,将温度升至90℃是为了提高沉淀反应速率和________。
高三化学工业流程中等难度题
随着新能源汽车产业的快速发展,带来大量的废旧电池,一种以废旧磷酸铁锂电池正极为原料回收铝、铁和锂元素的工艺流程如下:
已知:①易溶于硫酸中。
②磷酸铁锂电池正极材料:磷酸铁锂,乙炔黑(主要成分碳单质,着火点大于750℃)导电剂和有机粘结剂PVDF(一种高分子有机物),均匀混合后涂覆于铝箔上。
回答下列问题:
(1)破碎的作用是________,烧结的主要目的是________。
(2)碱溶发生的非氧化还原反应的离子方程式是________________。
(3)若在实验室中进行操作1、2、3,需要用到的玻璃仪器有________。
(4)滤渣1酸浸的目的是________。
(5)滤渣2主要成分是________。
(6)pH与Fe、Li沉淀率关系如下表,为使滤液2中Fe、Li分离,溶液的pH应调节为________。
溶液pH与Fe、Li沉淀率关系
pH | 3.5 | 5 | 6.5 | 8 | 10 | 12 |
Fe沉淀率 | 66.5 | 79.2 | 88.5 | 97.2 | 97.4 | 98.1 |
Li沉淀率 | 0.9 | 1.3 | 1.9 | 2.4 | 4.5 | 8.0 |
(7)碳酸锂的溶解度随温度变化如下图所示。向滤液3中加入,将温度升至90℃是为了提高沉淀反应速率和________。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
磷酸亚铁锂()电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:
下列叙述错误的是( )
A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B.从“正极片”中可回收的金属元素有、、
C.“沉淀”反应的金属离子为
D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:
下列叙述错误的是
A. 合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B. 从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C. “沉淀”反应的金属离子为Fe3+
D. 上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。一种回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(主要成分LiFePO4、炭黑和铝箔)中金属的流程如下:
(1)步骤①中“碱溶”反应的化学方程式为_____。
(2)步骤②中反应的离子方程式为_____。若用H2O2代替HNO3,其优点是_____。
(3)步骤③沉淀的主要成分是_____。
(4)步骤④中生成含Li沉淀_____(填“能”或“不能”)用硫酸钠代替碳酸钠,原因是_____。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
磷酸亚铁锂( LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(由Al箔、 LiFePO4活性材料、少量不溶于酸碱的导电剂组成)中的资源,部分流程如图:
已知:Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3。部分物质的溶解度(S)如下表所示:
(1)写出碱溶时Al箔溶解的离子方程式:______________________。
(2)为提高酸浸的浸出率,除粉碎、挑拌、升温外,还可采用的方法有_________________________________。
(3)酸浸时产生标况下3.36LNO时,溶解 LiFePO4_________mol(其他杂质不与HNO3反应)。
(4)若滤液②中c(Li+)=4mol·L-1,加入等体积的Na2CO3后,Li+的沉降率达到90%,计算滤液③中c(CO32-)=___________mol/L。
(5)流程中用“热水洗涤”的原因是____________________________________________。
(6)工业上将回收的Li2CO3、FePO4粉碎与炭黑混合高温灼烧再生制备 LiFePO4,写出反应的化学方程式:_________________________________;若测得产品中n(Li)︰n(Fe)︰n(P)=1︰0.9︰1,则产品中n(Fe2+)/n(Fe3+)=___________。
高三化学工业流程困难题查看答案及解析
2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰,表彰他们对锂离子电池研究的贡献。磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除LiFePO4外,还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源,部分流程如图:
已知:KSP ( Li2CO3)=2.0×10-3 。部分物质的溶解度(S)如下表所示:
T℃ | S(Li2CO3)/g | S(Li2SO4)/g | S(Li3PO4)/g |
20 | 1.33 | 34.2 | 0.039 |
80 | 0.85 | 30.5 | —— |
100 | 0.72 | —— |
(1) 流程中用“热水洗涤”的原因是____________。
(2)写出碱溶时Al箔溶解的化学方程式 ___________。
(3)酸浸时,用H2O2代替HNO3更好,其优点是________。
(4)磷酸亚铁锂电池在工作时,正极发生LiFePO4和FePO4的转化,该电池放电时正极的电极反应式为____。
(5)若滤液②中c(Li+)=4mol/L,加入等体积的Na2CO3溶液后,Li+的沉降率达到90%,计算滤液③中c(CO32-)=____mol/L
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2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰,表彰他们对锂离子电池研究的贡献。磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除LiFePO4外,还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源,部分流程如图:
已知:Ksp ( Li2CO3)=1.6×10-3 。部分物质的溶解度(S)如下表所示:
T℃ | S(Li2CO3)/g | S(Li2SO4)/g | S(Li3PO4)/g |
20 | 1.33 | 34.2 | 0.039 |
80 | 0.85 | 30.5 | —— |
100 | 0.72 | —— |
(1)从“正极”可以回收的金属有___。
(2)写出碱溶时Al箔溶解的离子方程式___。
(3)磷酸亚铁锂电池在工作时,正极发生LiFePO4和FePO4的转化,该电池充电时正极的电极反应式为___。
(4)酸浸时产生标准状况下3.36LNO时,溶解 LiFePO4___mol(其他杂质不与HNO3反应),若用H2O2代替HNO3,发生反应的离子方程式为___。
(5)流程中用“热水洗涤”的原因是___。
(6)若滤液②中c(Li+)=4mol/L,加入等体积的Na2CO3后,Li+的沉降率到90%,计算滤液③中c(CO32-)=___mol/L。
(7)“沉淀”时___(填“能”或“不能”)用Na2SO4溶液代替饱和Na2CO3溶液,原因是___。
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2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰,表彰他们对锂离子电池研究的贡献。磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除LiFePO4外,还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源,部分流程如图:
(1)从“正极”可以回收的金属有___________。
(2)“碱溶”时Al箔溶解的离子方程式_________。
(3)“酸浸”时产生标准状况下2.24L NO时,则被氧化的LiFePO4为______mol。(其他杂质不与HNO3反应)
(4)实验测得滤液②中c(Li+)=4 mol·L-1,加入等体积的Na2CO3溶液后,Li+的沉降率到99%,则滤液③中c(CO32-)=________ mol·L-1。 [Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3]
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为:LiFePO4+6C Li1-xFePO4+LixC6,电池中的固体电解质可传导Li+。充电时,Li+移向_______(填“阳极”或“阴极”);放电时,正极反应式为_______。
(6)磷酸亚铁锂电池中铁的含量可通过如下方法测定:称取1.40g试样用盐酸溶解,在溶液中加入稍过量的SnCl2溶液,再加入HgCl2饱和溶液,用二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.030 mol·L-1重铬酸钾溶液滴定至溶液由浅绿色变为蓝紫色,消耗重铬酸钾溶液40.00mL。
已知:2Fe3++Sn2++6Cl-=SnCl62-+2Fe2+
4Cl-+Sn2++2HgCl2=SnCl62-+Hg2Cl2
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
① 实验中加入HgCl2饱和溶液的目的是__________。
② 磷酸亚铁锂电池中铁的含量为_______。
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2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰,表彰他们对锂离子电池研究的贡献。磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除LiFePO4外,还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源,部分流程如图:
(1)从“正极”可以回收的金属有___________________。
(2)“碱溶”时Al箔溶解的离子方程式_________________________。
(3)“酸浸”时产生标准状况下2.24L NO时,则被氧化的LiFePO4为_________mol。(其他杂质不与HNO3反应)
(4)实验测得滤液②中c(Li+)=4 mol·L-1,加入等体积的Na2CO3溶液后,Li+的沉降率到99%,则滤液③中c(CO)=________mol·L-1。 [Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3]
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为:LiFePO4+6C Li1-xFePO4+LixC6,电池中的固体电解质可传导Li+。放电时,正极反应式为________________________。
(6)磷酸亚铁锂电池中铁的含量可通过如下方法测定:称取1.40g试样用盐酸溶解,在溶液中加入稍过量的SnCl2溶液,再加入HgCl2饱和溶液,用二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.030 mol·L-1重铬酸钾溶液滴定至溶液由浅绿色变为蓝紫色,消耗重铬酸钾溶液40.00mL。
已知:2Fe3++Sn2++6Cl-= SnCl+2Fe2+
4Cl-+Sn2++2HgCl2= SnCl+Hg2Cl2
6Fe2++Cr2O+14H+ = 6Fe3++2Cr3++7H2O
①实验中加入HgCl2饱和溶液的目的是________________________。
②磷酸亚铁锂电池中铁的含量为_______________。
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磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片(磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等)可再生利用,其工艺流程如下:
已知:碳酸锂在水中的溶解度,0℃时为1.54g,90℃时为0.85g,100℃时为0.71g。
(1)上述流程中至少需要经过______次过滤操作。
(2)“氧化”发生反应的离子方程式为__________;若用HNO3代替H2O2不足之处是_____。
(3)①已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。常温下,在Fe(OH)3悬浊液中,当溶液的pH=3.0时,Fe3+的浓度为________mol/L。
②实际生产过程中,“调节pH”生成沉淀时,溶液pH与金属元素的沉淀百分率(ω)的关系如下表:
pH | 3.5 | 5.0 | 6.5 | 8.0 | 10.0 | 12.0 |
ω(Fe)/% | 66.5 | 79.2 | 88.5 | 97.2 | 97.4 | 98.1 |
ω(Li)/% | 0.9 | 1.3 | 1.9 | 2.4 | 4.5 | 8.0 |
则最佳的沉淀pH=________。
(4)“沉锂" 时的温度应选(填标号)______为宜,并用___洗涤(填“热水" 或“冷水")。
a.90℃ b.60 ℃ c.30 ℃ d.0 ℃
(5)磷酸亚铁锂电池在工作时,正极发生LiFePO4和FePO4的转化,该电池放电时正极的电极反应式为________。
(6)工业上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料高温焙烧制备 LiFePO4,该反应的化学方程式为________
高三化学工业流程困难题查看答案及解析