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题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:86 题号:20916517
废三元锂离子电池中含有镍、钻、锰、锂、铝等金属元素,是重要的二次资源。由某18650型废三元锂离子电池回收镍、钻、锰的工艺流程如下图所示:

已知:①浸出液中各金属离子的质量浓度如下表。
金属离子
质量浓度()160051441495842254
能与形成配合物。
Ⅰ.回答下列问题:
(1)“浸出”后得到浸出液的操作是___________
(2)正极活性材料中的在“浸出”过程中转化的化学方程式为___________
(3)镍、钴、锰的浸出率随时间、温度的变化如图1、图2所示。

①综合考虑,选择浸出时间为___________
②选择浸出温度范围为60-70℃,理由是___________
(4)“调pH”中有沉淀生成,生成沉淀反应的离子方程式为___________
(5)“沉淀”中气体A为___________(填化学式)。沉淀后,分离获得镍钴锰三元氢氧化物沉淀并多次洗涤,判断沉淀洗净的方法是___________
(6)已知25℃时,部分物质的溶度积常数如下:
物质
要使滤液中沉淀完全(通常认为溶液中离子浓度小于为沉淀完全)的pH应大于___________()。
Ⅱ.“氢能”是21世纪的绿色能源,研发新型储氢材料是开发利用氢能的重要研究方向。
(7)是一种储氢材料,可由反应制得。
①基态的未成对电子数有___________个。
晶体由构成,中B原子的杂化方式为___________离子的空间构型为___________晶体含有的化学键有___________(填标号)。
A.离子键       B.极性键       C.非极性键       D配位键       E.金属键
(8)某储氢材料是第三周期金属元素M的氢化物,M的部分电离能如下表所示:
738145177331054013630
M是___________(填元素符号),判断理由为___________
(9)镧镍合金也是一种重要储氢材料。某种镧镍合金储氢后的晶胞结构如图所示,其化学式为___________

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解答题-工业流程题 | 适中 (0.65)
【推荐1】磷酸亚铁锂(LiFePO4)是重要的锂电池正极材料,一种利用硫酸法生产钛白粉过程的副产物硫酸亚铁(含钛、铜、锰、铅、锌、钙、镁等杂质离子)制备磷酸亚铁锂的生产流程如图。

常温下各种硫化物溶度积常数如下:
物质FeSMnSCuSPbSZnS
Ksp6.3×10-182.5×10-131.3×10-363.4×10-281.6×10-24

回答下列问题:
(1)为提高副产物硫酸亚铁浸取速率,除粉碎外,还可以采取的措施是_______
(2)在滤液2中加入磷酸需控制,其目的是①提供较强的酸性环境;②_______,聚丙烯的作用是_______
(3)向滤液2中加入NaOH需控制溶液的pH≤2.2,其原因为_______;反应生成FePO4·2H2O的离子方程式为_______
(4)已知当溶液中c(Mn+)≤10-5mol/L时视为沉淀完全,又知Ksp(FePO4)=1.32×10-22Ksp[Fe(OH)3]=2.16×10-39,则要使滤液2中铁离子沉淀完全且不生成Fe(OH)3沉淀,应控制pH_______。[已知]]
2023-02-03更新 | 90次组卷
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【推荐2】目前碘酸钾被广泛应用于食盐加碘。一种由含碘废水制取碘酸钾的工艺如下:
   
(1)检验“含碘废水”中是否含有单质I2,常用的试剂是________
(2)通入SO2的目的是将I2还原为I,该反应的离子方程式为__________________________________
(3)滤渣1的成分为________
   
(4)“制KI(aq)”时,Fe2会水解形成胶状物吸附KI,造成I的损失。已知此温度下,Kw=1.0×1013,Ksp[Fe(OH)2]=9.0×1015。现测得溶液中c(FeI2)为0.9 mol·L1,为减少I的损失,起始时,加入K2CO3必须保持FeI2溶液的pH不大于________
(5)“制KIO3溶液”时,发生反应的离子方程式为_______________________________
(6) KCl、KIO3的溶解度曲线如图所示。由KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为___________________
2019-03-28更新 | 421次组卷
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【推荐3】铅精矿可用于冶炼金属铅,其主要成分为PbS。
I.火法炼铅将铅精矿在空气中焙烧,生成PbO和SO2
(1)用铅精矿火法炼铅的反应的化学方程式为___________________________
(2)火法炼铅的废气中含低浓度SO2,可将废气通入过量氨水中进行处理,反应的离子方程式为__________________________________________________
II.湿法炼铅在制备金属铅的同时,还可制得硫磺,相对于火法炼铅更为环保。湿法炼铅的工艺流程如下:

已知:①不同温度下PbCl2的溶解度如下表所示。
温度(℃)20406080100
溶解(g)1.001.421.942.883.20
②PbCl2为能溶于水的弱电解质,在Cl-浓度较大的溶液中,存在平衡:PbCl2(aq)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq)
(3)浸取液中FeCl3的作用是___________________________
(4)操作a为加适量水稀释并冷却,该操作有利于滤液1中PbCl2的析出,分析可能的原因是____________________________________
(5)将溶液3和滤液2分别置于如图所示电解装置的两个极室中,可制取金属铅并使浸取液中的FeCl3再生。

①溶液3应置于_______________(填“阴极室”或“阳极室”)中。
②简述滤液2电解后再生为FeCl3的原理:_____________________
③若铅精矿的质量为a g,铅浸出率为b ,当电解池中通过c mol电子时,金属铅全部析出,铅精矿中PbS的质量分数的计算式 为_______________
2018-05-28更新 | 488次组卷
共计 平均难度:一般