某科研小组采用如下方案拆解废钴酸锂电池并从拆解的正极片中回收锂和钴,主要的实验流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/13/637cac95-d6b8-4051-a187-a6f0754606f3.png?resizew=663)
已知:①正极片中主要含LiCoO2(难溶于水)以及少量乙炔炭黑及铝箔等;负极为石墨,充电时Li+嵌入石墨电极。
②P2O4为磷酸二异辛酯,密度为0.973g.cm-3。
③3HBrO+CO(NH2)2=3HBr+N2↑+2H2O+CO2↑。
(1)“放电处理”时,有关说法正确的是__________ (填标号)。
A.有利于锂的回收,提高锂的回收率
B.处理的主要目的是回收残余的电能
C.处理过程中产生的气体只有O2
D.可防止在电池拆解过程中,发生短路引起火灾、爆炸事故等安全问题
(2)“还原浸取”时,发生反应的离子方程式为_____________ (S2O32-被氧化为SO42-)。
(3)“除铁、铝”时,应调整溶液的pH范围为___________ (下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。
(4)“萃取”与“反萃取”时,静置后(如图所示),获得有机相的操作方法是__________ ;“反萃取”试剂X适宜是___________ (填“H2SO4”或“NaOH”)溶液。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/13/2efed087-37f8-4be1-bd9a-ad4b93bcbcff.png?resizew=85)
(5)设计以流程中产品Li2CO3为原料,制取LiBr·H2O的实验方案:向烧杯中加入适量冷水,______________ ,干燥得LiBr·H2O[实验中必须使用的试剂:饱和溴水、尿素及活性炭]。
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已知:①正极片中主要含LiCoO2(难溶于水)以及少量乙炔炭黑及铝箔等;负极为石墨,充电时Li+嵌入石墨电极。
②P2O4为磷酸二异辛酯,密度为0.973g.cm-3。
③3HBrO+CO(NH2)2=3HBr+N2↑+2H2O+CO2↑。
(1)“放电处理”时,有关说法正确的是
A.有利于锂的回收,提高锂的回收率
B.处理的主要目的是回收残余的电能
C.处理过程中产生的气体只有O2
D.可防止在电池拆解过程中,发生短路引起火灾、爆炸事故等安全问题
(2)“还原浸取”时,发生反应的离子方程式为
(3)“除铁、铝”时,应调整溶液的pH范围为
金属离子 | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH | 开始溶解的pH |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 | / |
Al3+ | 3.0 | 5.0 | 7.8 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/13/2efed087-37f8-4be1-bd9a-ad4b93bcbcff.png?resizew=85)
(5)设计以流程中产品Li2CO3为原料,制取LiBr·H2O的实验方案:向烧杯中加入适量冷水,
更新时间:2020-05-12 20:05:45
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解答题-工业流程题
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(0.4)
解题方法
【推荐1】主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等,从该矿渣中回收六水合硫酸镍晶体的工艺流程如图:
已知:(NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4。
(1)28Ni位于元素周期表_____ 区(填“s”“p”“d”或“ds”),其基态原子核外电子的空间运动状态有_____ 种。
(2)“焙烧”中,SiO2几乎不发生反应,NiO、CaO、FeO转化为相应的硫酸盐。NiFe2O4生成NiSO4、Fe2(SO4)3,发生该反应的化学方程式为______ 。
(3)“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有______ (填化学式),为检验浸出液中是否含有Fe3+,可选用的化学试剂是______ 。
(4)“浸出液”中c(Ca2+)=1.0×10-3mol•L-1,加NaF固体时,忽略溶液体积变化,当除钙率达到99%时,除钙后的溶液中c(F-)=______ 。[已知Ksp(CaF2)=4.0×10-11]
(5)“萃取”时发生反应Mn+(水相)+nRH(有机相)
MRn(有机相)+nH+(水相)(Mn+为金属离子,RH为萃取剂),萃取率与
的关系如图所示,V0/VA的最佳取值为______ ;“反萃取”能使有机相再生而循环使用,可在有机相中加入______ ,待充分反应后再分液。
(6)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系:
从NiSO4溶液获得稳定的NiSO4•H2O晶体的操作是:______ 、______ 、过滤、洗涤、干燥等多步操作。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/4/894e8bce-cea2-45d8-ae12-41194ba56243.png?resizew=632)
已知:(NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4。
(1)28Ni位于元素周期表
(2)“焙烧”中,SiO2几乎不发生反应,NiO、CaO、FeO转化为相应的硫酸盐。NiFe2O4生成NiSO4、Fe2(SO4)3,发生该反应的化学方程式为
(3)“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有
(4)“浸出液”中c(Ca2+)=1.0×10-3mol•L-1,加NaF固体时,忽略溶液体积变化,当除钙率达到99%时,除钙后的溶液中c(F-)=
(5)“萃取”时发生反应Mn+(水相)+nRH(有机相)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/4/1b536a11-b385-45aa-9a1c-3fcb119ec126.png?resizew=243)
(6)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系:
温度 | 低于30.8℃ | 30.8~53.8℃ | 53.8~280℃ | 高于280℃ |
晶体形态 | NiSO4•7H2O | NiSO4•H2O | 多种结晶水合物 | NiSO4 |
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解答题-无机推断题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐2】利用“价类二维图”研究物质的性质是化学研究的重要手段。下图是氯元素的化合价与部分物质类别的对应关系。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/12/79ce0df5-4f1c-4515-8b48-2e478b7084a7.png?resizew=419)
回答下列问题:
(1)已知D可用于实验室制
,焰色试验时其火焰呈现紫色。A、B、C、D四种物质中,属于电解质的是___________ (填化学式)。
(2)将E滴入碳酸氢钠溶液中,有大量气泡产生,该反应的离子方程式为___________ 。
(3)取10mL某84消毒液(有效成分NaClO含量为14.9g/L),加水稀释,配制成100mL稀溶液。
①配制过程中使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、___________ 。
②稀释后的溶液中,NaClO的物质的量浓度为___________
。
(4)工业上“侯氏制碱法”以NaCl、
、
,及水等为原料制备纯碱,生产纯碱的工艺流程示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/12/10e5d3fc-e678-4e09-9556-31a2505f23aa.png?resizew=432)
①实验室分离出沉淀的操作名称是___________ ;煅烧炉里进行的化学反应方程式为:___________ 。
②检验产品
中是否含有氯离子,需要的试剂有___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/12/79ce0df5-4f1c-4515-8b48-2e478b7084a7.png?resizew=419)
回答下列问题:
(1)已知D可用于实验室制
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
(2)将E滴入碳酸氢钠溶液中,有大量气泡产生,该反应的离子方程式为
(3)取10mL某84消毒液(有效成分NaClO含量为14.9g/L),加水稀释,配制成100mL稀溶液。
①配制过程中使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、
②稀释后的溶液中,NaClO的物质的量浓度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c4d9129b79ac985bc46c88b092aeb02.png)
(4)工业上“侯氏制碱法”以NaCl、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/12/10e5d3fc-e678-4e09-9556-31a2505f23aa.png?resizew=432)
①实验室分离出沉淀的操作名称是
②检验产品
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池。一种以软锰矿浆(主要成分为MnO2,含少量 Fe2O3、FeO、A12O3、SiO2等杂质)为原料制备锰酸锂的流程如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/29/2170811539152896/2174501746393089/STEM/e5d5f197-f1f1-49a2-b2b5-dacc0a89ad91.png?resizew=596)
(1)溶浸生产中为提高SO2回收率可采取的措施有_________ (填序号)
a.不断搅拌,使SO2和软锰矿浆充分接触
b.增大通入SO2的流速
c.减少软锰矿浆的进入量
d.减小通入SO2的流速
(2)已知:室温下,Ksp[A1(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=l×10-39, pH=7.1 时 Mn(OH)2开始沉淀。氧化除杂时(室温)除去MnSO4液中的Fe3+、Al3+(使其浓度小于1× l0-6mol /L),需调节溶液pH范围为_______ 。
(3)由硫酸锰与K2S2O8溶液常温下混合一周,慢慢得到球形二氧化锰(MnO2)。请写出发生反应的离子方程式___________ 。
(4)将MnO2和 Li2CO3按4:1的物质的量比配料,混合搅拌,然后升温至600℃〜750℃,制取产品LiMn2O4。写出该反应的化学方程式_____________ 。
(5)锰酸锂可充电电池的总反应为:Li1-xMn2O4+LixC
LiMn2O4+C(0<x<1)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/29/2170811539152896/2174501746393089/STEM/6ba707e8-6a2e-473c-8de1-708d0943eeae.png?resizew=191)
①充电时,电池的阳极反应式为_________ ,若此时转移lmole-,则石墨电极将增重______ g。
②废旧锰酸锂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________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/29/2170811539152896/2174501746393089/STEM/e5d5f197-f1f1-49a2-b2b5-dacc0a89ad91.png?resizew=596)
(1)溶浸生产中为提高SO2回收率可采取的措施有
a.不断搅拌,使SO2和软锰矿浆充分接触
b.增大通入SO2的流速
c.减少软锰矿浆的进入量
d.减小通入SO2的流速
(2)已知:室温下,Ksp[A1(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=l×10-39, pH=7.1 时 Mn(OH)2开始沉淀。氧化除杂时(室温)除去MnSO4液中的Fe3+、Al3+(使其浓度小于1× l0-6mol /L),需调节溶液pH范围为
(3)由硫酸锰与K2S2O8溶液常温下混合一周,慢慢得到球形二氧化锰(MnO2)。请写出发生反应的离子方程式
(4)将MnO2和 Li2CO3按4:1的物质的量比配料,混合搅拌,然后升温至600℃〜750℃,制取产品LiMn2O4。写出该反应的化学方程式
(5)锰酸锂可充电电池的总反应为:Li1-xMn2O4+LixC
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/29/2170811539152896/2174501746393089/STEM/6ba707e8-6a2e-473c-8de1-708d0943eeae.png?resizew=191)
①充电时,电池的阳极反应式为
②废旧锰酸锂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
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】实验室模拟拉希法用氨和次氯酸钠反应制备肼(
)并探究肼的性质。制备装置如图所示。
已知:硫酸肼为无色无味鳞状结晶或斜方结晶,微溶于冷水,易溶于热水。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/21/962ee40a-2d99-4730-b017-905c26ceb407.png?resizew=399)
回答下列问题:
(1)装置C中仪器b的名称是_______ 。
(2)装置A试管中反应的化学方程式为________ ,仪器a的作用是_______ 。
(3)装置B中制备肼反应的离子方程式为___________________ 。
(4)上述装置存在一处缺附,会导致肼的产率降低,改进方法是_________________ 。
(5)①探究性质。取装置B中溶液,加入适量稀硫酸振荡,置于冰水浴冷却,容器底部有无色晶体析出。过滤后用______ 洗涤,洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在
来判断。检测的方法是________ 。
②测定产品中肼的质量分数。称取
装置B中溶液,加入适量
固体(滴定过程中,调节溶液的
保持在6.5左右),加水配成
溶液,移取
置于锥形瓶中,并滴加2~3滴指示剂,用
的碘溶液滴定,滴定过程中有无色无味无毒气体产生。滴定过程中指示剂可选用_______________ ,滴定终点平均消耗标准溶液
,产品中肼质量分数的表达式为_______________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37c961ccb8e6c2281c44843d40df522d.png)
已知:硫酸肼为无色无味鳞状结晶或斜方结晶,微溶于冷水,易溶于热水。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/21/962ee40a-2d99-4730-b017-905c26ceb407.png?resizew=399)
回答下列问题:
(1)装置C中仪器b的名称是
(2)装置A试管中反应的化学方程式为
(3)装置B中制备肼反应的离子方程式为
(4)上述装置存在一处缺附,会导致肼的产率降低,改进方法是
(5)①探究性质。取装置B中溶液,加入适量稀硫酸振荡,置于冰水浴冷却,容器底部有无色晶体析出。过滤后用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49cf8f1f5a1b017469e5d36a4170468d.png)
②测定产品中肼的质量分数。称取
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1066e53bf79a3cdff7ec2934bd09e272.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56548ca7a65353a1039d780042e265fc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7dfd9aa28f6a47e98c7306290d185c18.png)
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐2】氢氧化镍[Ni(OH)2]常用于制备金属镍及镍的重要化合物。一种用铁镍合金废料(还含有少量铜、钙、镁、硅的氧化物)制备纯度较高氢氧化镍的工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/6/c32cc7b2-6d35-44ab-b8ad-8027b045125f.png?resizew=663)
已知:H2S的电离常数K1=1.3×10-7,K2=7.1×10-15;Ksp[CuS]=6.0×10-36;Ksp[Ni(OH)2]=1.0×10-15.6
回答下列问题:
(1)合金中的镍难溶于稀硫酸,“酸溶”时除了加入稀硫酸,还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸,还原产物为N2,金属镍溶解的离子方程式是___________ ;“酸溶”时产生的废渣主要成分为___________ 。
(2)“除铁”加入Na2CO3时,生成黄钠铁矾【NaFe3(SO4)2(OH)6】的离子方程式是___________ ;“除铁”时,将“铁”转化成颗粒较大的黄钠铁矾沉淀对后续操作较为有利,原因是___________ 。
(3)“除铜”时,反应的离子方程式为H2S+Cu2+=CuS↓+2H+,该反应平衡常数K=___________ 。
(4)“除钙镁”过程在陶瓷容器中进行,NaF的实际用量为理论用量的1.1倍,用量不宜过大的原因是___________ 。
(5)“沉镍”前c(Ni2+)=1.0mol/L,加入少量浓NaOH溶液,若忽略加入浓NaOH溶液对溶液体积的影响,则开始沉淀时溶液的pH=___________ 。
(6)用含镍21%的100kg铁镍合金废料经上述工艺制得31kgNi(OH)2固体,镍的回收率为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/6/c32cc7b2-6d35-44ab-b8ad-8027b045125f.png?resizew=663)
已知:H2S的电离常数K1=1.3×10-7,K2=7.1×10-15;Ksp[CuS]=6.0×10-36;Ksp[Ni(OH)2]=1.0×10-15.6
回答下列问题:
(1)合金中的镍难溶于稀硫酸,“酸溶”时除了加入稀硫酸,还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸,还原产物为N2,金属镍溶解的离子方程式是
(2)“除铁”加入Na2CO3时,生成黄钠铁矾【NaFe3(SO4)2(OH)6】的离子方程式是
(3)“除铜”时,反应的离子方程式为H2S+Cu2+=CuS↓+2H+,该反应平衡常数K=
(4)“除钙镁”过程在陶瓷容器中进行,NaF的实际用量为理论用量的1.1倍,用量不宜过大的原因是
(5)“沉镍”前c(Ni2+)=1.0mol/L,加入少量浓NaOH溶液,若忽略加入浓NaOH溶液对溶液体积的影响,则开始沉淀时溶液的pH=
(6)用含镍21%的100kg铁镍合金废料经上述工艺制得31kgNi(OH)2固体,镍的回收率为
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐3】(1)近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法,该方法的流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/6/20/1971437270474752/1973692675170304/STEM/8da44763-8b72-4b55-8c48-a823ec1ab474.png?resizew=499)
写出反应②的化学方程式_____ 。
(2)亚硫酸氢钠与甲醛经过一定反应,可以合成俗称“吊白块”的物质(该物质对人体有害),其结构简式为HOCH2SO3Na,根据其结构特点,可判断“吊白块”能发生的反应有_____ 。
A.皂化反应 B.加聚反应 C.与金属钠反应 D.氧化反应
(3)近日,中科院大连化物所孙剑、葛庆杰研究员团队发现了二氧化碳高效转化新过程,通过设计一种新型多功能复合催化剂,首次实现了CO2 直接加氢制取高辛烷值汽油(用C5H12表示),试写出该反应的化学方程式____ 。
(4)煤的气化和液化属于_____ (填“物理”或“化学”)变化。
(5)可燃冰属于新能源,我国是全球第一个成功稳定开采可燃冰的国家。某种可燃冰(甲烷水合物)晶体中,平均每46个水分子构成8个分子笼,每个分子笼可容纳1个甲烷分子或1个水分子,若这8个分子笼中有6个容纳的是甲烷分子,另外2个被水分子填充,则这种可燃冰的平均组成可表示为__ 。
(6)海水中溴含量为65mg·L-1。若1L 海水中有95%的溴元素被氧化为Br2。经热空气吹出,溴单质残留量为3%。最后用SO2将90%的Br2 还原成Br-,所得溶液体积为50mL,则所得溶液中溴离子浓度为原海水中溴离子浓度的___ 倍(计算结果精确到0.1)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/6/20/1971437270474752/1973692675170304/STEM/8da44763-8b72-4b55-8c48-a823ec1ab474.png?resizew=499)
写出反应②的化学方程式
(2)亚硫酸氢钠与甲醛经过一定反应,可以合成俗称“吊白块”的物质(该物质对人体有害),其结构简式为HOCH2SO3Na,根据其结构特点,可判断“吊白块”能发生的反应有
A.皂化反应 B.加聚反应 C.与金属钠反应 D.氧化反应
(3)近日,中科院大连化物所孙剑、葛庆杰研究员团队发现了二氧化碳高效转化新过程,通过设计一种新型多功能复合催化剂,首次实现了CO2 直接加氢制取高辛烷值汽油(用C5H12表示),试写出该反应的化学方程式
(4)煤的气化和液化属于
(5)可燃冰属于新能源,我国是全球第一个成功稳定开采可燃冰的国家。某种可燃冰(甲烷水合物)晶体中,平均每46个水分子构成8个分子笼,每个分子笼可容纳1个甲烷分子或1个水分子,若这8个分子笼中有6个容纳的是甲烷分子,另外2个被水分子填充,则这种可燃冰的平均组成可表示为
(6)海水中溴含量为65mg·L-1。若1L 海水中有95%的溴元素被氧化为Br2。经热空气吹出,溴单质残留量为3%。最后用SO2将90%的Br2 还原成Br-,所得溶液体积为50mL,则所得溶液中溴离子浓度为原海水中溴离子浓度的
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