组卷网 > 高中化学综合库 > 认识化学科学 > 氧化还原反应 > 氧化还原反应综合分析 > 氧化还原反应方程式的书写与配平
题型:解答题-工业流程题 难度:0.4 引用次数:168 题号:22751305
磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池工作电压适中、放电功率高、在高温和高热环境下的稳定性高,是新能源汽车的动力电池之一、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
已知:FePO4可溶于pH小于2的酸性溶液。
回答下列问题:
(1)铁在元素周期中的位置是___________,FePO4·2H2O中Fe元素的化合价是___________
(2)操作2的名称是___________
(3)TiO2是一种白色颜料,用TiCl4制备TiO2·xH2O的化学方程式是___________
(4)滤液2与磷酸、双氧水生成FePO4·2H2O的离子方程式为___________,向滤液2中加入NaOH溶液调节溶液的pH,将溶液的pH控制在2.0的原因是___________
(5)聚丙烯的作用是___________
(6)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成4个正八面体和4个正四面体,电池充电时,LiFePO4作极___________(“阴”或“阳”),脱出部分Li+,进而转化为Li1-xFePO4,Li1-xFePO4结构示意图如(b)所示,则其中___________

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【推荐1】碲被誉为现代工业、国防与尖端技术的维生素,创造人间奇迹的桥梁。工业上从某电镀污泥(含有以及少量的Au)中提取粗碲,同时获得副产品重铬酸钾、金属铜和金的工艺流程如图所示。

已知:①沉淀时与pH的关系
pH
开始沉淀3.68
沉淀完全5
②溶解度
溶解度NaCl
100℃95.1g39.8g
25℃4.6g36g
回答下列问题:
(1)“煅烧”时气体与固体原料逆流而行,目的是_______;“煅烧”时发生反应的化学方程式为_______
(2)金在_______(填操作单元名称)过程中回收。已知浸出液中含有,每得到128g碲,理论上消耗溶液的体积为_______L。
(3)根据相关物质溶解度特点分析“操作a”的步骤:向溶液中加入KCl固体,_______(填操作名称,下同),使NaCl结晶析出后_______,再_______得到晶体。
(4)铬(VI)毒性很高,工业上常用铁和石墨作电极,处理含的酸性废水。通电后先转变为,一段时间后变成沉淀而被除去。其中铁电极的作用是电子导体和_______,当电解后溶液中浓度为时,其开始沉降时废水的pH为_______
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(1)R元素的基态原子中,具有_______种不同空间运动状态的电子,具有_______种不同运动状态的电子。
(2)已知氧化性: >>I2。若将Na2R2O8溶液逐滴滴加到淀粉KI试纸上,则可以看到_______的现象。该过程中被还原的元素是_______
(3)加热Na2R2O8溶液,可以放出一种无色无味气体,结合上述信息,写出该反应的化学方程式 _______
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解题方法
【推荐3】(11分)近年来,随着锂离子电池的广泛应用,废锂离子电池的回收处理至关重要。下面是利用废锂离子电池正极材料(有Al、LiCoO2、Ni、Mn、Fe等)回收钴、镍、锂的流程图。


已知:P204[二(2−乙基己基)磷酸酯]常用于萃取锰,P507(2−乙基己基膦酸−2−乙基己酯)和Cyanex272[二(2,4,4)−三甲基戊基次磷酸]常用于萃取钴、镍。
回答下列问题:
(1)在硫酸存在的条件下,正极材料粉末中LiCoO2与H2O2反应能生成使带火星木条复燃的气体,请写出反应的化学方程式__________________________________
(2)一些金属难溶氢氧化物的溶解度(用阳离子的饱和浓度表示)与pH的关系图如下:


加入NaOH溶液调pH=5可除去图中的________(填金属离子符号)杂质;写出除去金属离子的离子方程式________________________(一种即可)。
(3)已知P507萃取金属离子的原理为nHR(Org)+Mn+(aq)MRn(Org)+nH+(aq),且随着萃取过程中pH降低,萃取效率下降。萃取前先用NaOH对萃取剂进行皂化处理,皂化萃取剂萃取金属离子的反应为nNaR(Org)+Mn+(aq)MRn(Org)+nNa+(aq)。对萃取剂进行皂化处理的原因为________________
(4)控制水相pH=5.2,温度25℃,分别用P507、Cyanex272作萃取剂,萃取剂浓度对萃取分离钴、镍的影响实验结果如图所示。

■—Co(Cyanex272);●—Ni(Cyanex272);▲—Co(P507);▼—Ni(P507)


由图可知,钴、镍的萃取率随萃取剂浓度增大而_________(填“增大”或“减小”);两种萃取剂中___________(填“P507”或“Cyanex272”)的分离效果比较好,若选P507为萃取剂,则最适宜的萃取剂浓度大约为__________mol·L−1;若选Cyanex272萃取剂,则最适宜的萃取剂浓度大约为___________mol·L−1
(5)室温下,用NaOH溶液调节钴萃余液的pH=12,搅拌一段时间后,静置,离心分离得到淡绿色氢氧化镍固体,镍沉淀率可达99.62%。已知Ksp[Ni(OH)2]=5.25×10−16,则沉镍母液中Ni2+的浓度为2.1×10−11 mol·L−1时,pH=______(lg5=0.7)。
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