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题型:解答题-工业流程题 难度:0.4 引用次数:616 题号:22181990
废旧电池镍钴锰酸锂三元正极材料的主要成分为,通过高温氢化和湿法冶金的方法回收其中的镍、钴、锰、锂,其工艺流程如图所示。

已知:①该工艺条件下,Ni2+开始沉淀的pH为2,Co2+开始沉淀的pH为3。
②M2+(Co2+或Ni2+)的萃取原理:2HR(有机相)+M2+(水相)⇌MR2(有机相)+2H+(水相)。
回答下列问题:
(1)“高温氢化”时固体产物为Co、Ni、MnO和LiOH,该反应的化学方程式为_______;实际生产中还有少量的Li2CO3生成,原因是_______
(2)“酸洗”的目的是_______;若“洗液”中c(Li+)=2.0mol•L-1,加入Na2CO3固体后,为使沉淀Li2CO3中Li元素含量不小于Li元素总量的95%,则1.0L“洗液”中至少需要加入Na2CO3的物质的量为______mol[忽略溶液体积变化,Ksp(Li2CO3)=2.2×10-3]。
(3)“沉锰”过程中pH对金属沉淀率的影响如图所示。

①生成MnO2的离子方程式为_______
②pH=0.5时,有少量钴、镍析出,可能的原因是_______;应选择的最佳pH为_______
(4)“反萃取”的目的是将有机层中Co2+、Ni2+转移到水层。
①试剂X为_______(填试剂名称)。
②为使Co2+、Ni2+尽可能多地转移到水层,应采取的实验操作有_______
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【推荐1】二氧化氯是一种黄绿色到橙黄色的气体,极易溶于水,体积分数大于时,易发生爆炸,是一种无毒的绿色消毒剂。回答下列问题:
(1)实验室可用下图所示装置(夹持仪器已省略)制备水溶液:

①装置的反应产物中,发生反应的离子方程式为___________
②装置中盛放的试剂可能是___________(填字母)。
A.饱和食盐水       B.浓硫酸       C.饱和溶液       D.饱和溶液
③在整个实验过程中持续通入的目的是___________
(2)不仅可消毒杀菌,还可脱除水体中的等还原性物质。
①向含的溶液中通入产生大量无色气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊;向反应后的溶液中滴入硝酸酸化的溶液,产生白色沉淀。写出溶液反应的离子方程式:___________
②写出将水体中的氧化成,同时本身被还原为的离子方程式:___________
(3)碘量法测定二氧化氯水溶液(含少量)中的浓度的主要实验步骤如下:
步骤①:向锥形瓶中加入蒸馏水、溶液(足量),再向其中加入某二氧化氯水溶液(发生反应:)。
步骤②:用标准溶液滴定()至浅黄色,再加入淀粉溶液,继续滴定至蓝色刚好消失,消耗标准溶液
步骤③:向步骤②的溶液中加入硫酸溶液酸化,发生反应:
步骤④:重复步骤②操作,第二次滴定又消耗溶液
由上述数据可计算出该二氧化氯水溶液中的浓度为___________(保留四位有效数字,下同)的浓度为___________
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【推荐2】硼氢化钠(NaBH4)在有机合成中被称为“万能还原剂”,它的特点是性能稳定,还原时有选择性。采用NaBO2、SiO2、Na、H2为原料制备NaBH4的流程如图所示。
已知:NaBH4常温下能与水反应,可溶于异丙胺(沸点:33 ℃)。
   
(1)NaBH4中含有的化学键类型为____________________
(2)制取NaBH4的化学方程式为_________________________________________________
在该反应加料之前,需要将反应容器加热至100 ℃以上并通入氩气,通入氩气的目的是__
(3)在强碱性条件下,常用NaBH4处理含Au3+的废液生成单质Au,已知,反应后硼元素以BO2形式存在,反应前后硼元素化合价不变,且无气体生成,则发生反应的离子方程式为_______
(4)物质X的化学式为__________;以上流程中可以循环使用的物质是_________
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【推荐3】草酸钴可用于指示剂和催化剂。其中草酸钴的制备可用水钴矿(主要成分为,含少量、MnO、MgO、CaO、等)制取工艺流程如图所示:
   
已知:①浸出液含有的阳离子主要有等;
②酸性条件下,不会氧化转化为
③部分阳离子的氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表。
沉淀物
开始沉淀2.77.64.07.67.7
完全沉淀3.79.65.29.29.8
回答下列问题:
(1)浸出过程中发生反应的离子方程式为_______
(2)向浸出液中加入发生反应的离子方程式为_______
(3)“加调pH至5.2”,过滤所得到的沉淀的成分为_______
(4)“除钙、镁”是将溶液中(转化为沉淀。已知某温度下,。当加入过量NaF后,所得滤液_______
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图1所示,萃取剂的作用是除锰离子,其使用的适宜pH范围是_______(填字母代号)。
   
A.2.0~2.5                    B.3.0~3.5                    C. 4.0~4.5
(6)①实验室里灼烧晶体,所需要的硅酸盐质仪器除了酒精灯和玻璃棒外,还有_______ (填仪器名称)
热分解质量变化过程如图2所示。其中600℃以前是隔绝空气加热,600℃以后是在空气中加热。A、B、C均为纯净物,C点所示产物的化学式是_______
   
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