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题型:解答题-实验探究题 难度:0.4 引用次数:214 题号:10222826
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:

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)。

金属离子

开始沉淀的pH完全沉淀的pH开始溶解的pH

Fe3+

1.13.2/

Al3+

3.05.07.8
(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。

(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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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:
温度低于30.8℃30.8~53.8℃53.8~280℃高于280℃
晶体形态NiSO4•7H2ONiSO4•H2O多种结晶水合物NiSO4
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。
2023-05-24更新 | 265次组卷
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【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。

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:

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___________
2023-01-10更新 | 239次组卷
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【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。

(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+LixCLiMn2O4+C(0<x<1)

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________
2019-04-03更新 | 626次组卷
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