实验室回收利用废旧锂离子电池正极材料锰酸锂(LiMn2O4)的一种流程如下:
(1)废旧电池可能残留有单质锂,拆解不当易爆炸、着火,为了安全,对拆解环境的要求是_________。
(2)“酸浸”时采用HNO3和H2O2的混合液体,可将难溶的LiMn2O4转化为Mn(NO3)2、LiNO3等产物。请写出该反应离子方程式_________。
如果采用盐酸溶解,从反应产物的角度分析,以盐酸代替HNO3和H2O2混合物的缺点是_________。
(3)“过滤2”时,洗涤Li2CO3沉淀的操作是_________。
(4)把分析纯碳酸锂与二氧化锰两种粉末,按物质的量1:4混合均匀加热可重新生成LiMn2O4,升温到515℃时,开始有CO2产生,同时生成固体A,比预计碳酸锂的分解温度(723℃)低很多,可能的原因是________。
(5)制备高纯MnCO3固体:已知MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀的pH=7.7。请补充由上述过程中,制得的Mn(OH)2制备高纯MnCO3的操作步骤[实验中可选用的试剂:H2SO4、Na2CO3、C2H5OH]:向Mn(OH)2中边搅拌边加入_________。
高一化学综合题困难题
实验室回收利用废旧锂离子电池正极材料锰酸锂(LiMn2O4)的一种流程如下:
(1)废旧电池可能残留有单质锂,拆解不当易爆炸、着火,为了安全,对拆解环境的要求是_________。
(2)“酸浸”时采用HNO3和H2O2的混合液体,可将难溶的LiMn2O4转化为Mn(NO3)2、LiNO3等产物。请写出该反应离子方程式_________。
如果采用盐酸溶解,从反应产物的角度分析,以盐酸代替HNO3和H2O2混合物的缺点是_________。
(3)“过滤2”时,洗涤Li2CO3沉淀的操作是_________。
(4)把分析纯碳酸锂与二氧化锰两种粉末,按物质的量1:4混合均匀加热可重新生成LiMn2O4,升温到515℃时,开始有CO2产生,同时生成固体A,比预计碳酸锂的分解温度(723℃)低很多,可能的原因是________。
(5)制备高纯MnCO3固体:已知MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀的pH=7.7。请补充由上述过程中,制得的Mn(OH)2制备高纯MnCO3的操作步骤[实验中可选用的试剂:H2SO4、Na2CO3、C2H5OH]:向Mn(OH)2中边搅拌边加入_________。
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(10分)锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题:某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下:
(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为________。
(2)第③步反应的离子方程式是________。
(3)第④步反应后,过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有________。若过滤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:________、________。
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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。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
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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。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
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利用废旧锂离子电池的正极材料,主要成分为 LiCoO2(难溶于水)还含有 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)配平步骤①中生成 Co2+的离子方程式为_____LiCoO2 +____H++_____H2 O2 =_____Co2++_____O2 +_____Li++_____H 2O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______。
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某化学兴趣小组利用废旧干电池回收原料中的二氧化锰和氯化铵。按查阅资料:废旧干电池的填料的主要成分为二氧化锰、碳粉、氯化铵、氯化锌等,其中氯化铵、氯化锌可溶于水。兴趣小组同学们,设计回收物质的流程如下图所示:
(1)操作1 和操作2 的名称都是_________,该操作中玻璃棒的作用是________。
(2)灼烧滤渣l 的目的是_________。
(3)己知滤液l中氯化按和氯化锌的浓度相近.在某温度下蒸发滤液1时,大量的氯化钱晶体先析出,说明该温度下氯化钱溶解度______________氯化锌的溶解度(填“<”、“ =”或“>” )
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废旧金属可以回收利用,用合金废料(含铁、铜和铝)制取硫酸亚铁和硫酸铜溶液的实验流程如下(部分生成物已略):
(1)合金属于________(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)步骤①反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2R=2NaAlO2+3H2↑,依据质量守恒定律推出R的化学式为_________。步骤②反应的化学方程式为_____________________________。
(3)由铜制取硫酸铜溶液有以下三种途径:
I.Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
II.2Cu+O22CuO CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
Ⅲ.3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
你认为最佳途径是____________(填序号),理由是___________________。
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为分离废磷酸亚铁锂电池的正极材料(主要含LiFePO4和铝箔)中的金属,将正极材料粉碎后进行如下流程所示的转化:
已知LiFePO4不溶于水和碱,能溶于强酸。
(1)“碱溶”时的离子方程式为___。
(2)向滤液Ⅰ中通入过量CO2会析出Al(OH)3沉淀,写出该反应的离子方程式:____。
(3)“酸浸”时溶液中Fe2+发生反应的离子方程式为_____。
(4)检验“沉铁”后所得溶液中是否存在Fe3+的方法是____。
(5)以Fe(OH)3为原料可以制取FeSO4晶体,还需的试剂有____。
(6)“沉锂”时,检验Li+是否沉淀完全的方法是____。
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已知废旧干电池中的填充物主要有二氧化锰、炭黑、氯化锌、氯化铵、淀粉糊、Mn2O3、ZnO、FeO、汞的化合物等.某实验小组的同学拟回收废旧电池中的部分物质,主要操作流程如图:
下列说法错误的是( )
A. 步骤①的操作名称是溶解
B. 步骤②中玻璃棒的作用是引流
C. 步骤③的操作名称是蒸发
D. 步骤④中的双氧水加入滤渣后迅速产生大量气泡
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