用含锂废渣(主要金属元素的含量:Li 3.50% Ni 6.55% Ca 6.41% Mg 13.24%)制备Li2CO3,并用其制备Li+电池的正极材料LiFePO4。部分工艺流程如下:
资料:ⅰ滤液1、滤液2中部分两者的浓度(g/L)
ⅱEDTA能和某些二价金属离子形成稳定的水溶性络合物。
ⅲ某些物质溶解度(S):
I.制备Li2CO3粗品
(l)上述流程中为加快化学反应速率而采取的措施是___ 。
(2)向滤液2中先加入EDTA,再加入饱和Na2CO3溶液,90℃充分反应后,分离出 固体Li2CO3粗品的操作是______ 。
(3)处理lkg含锂3.50%的废渣,锂的浸出率为a,Li+转化为Li2CO3的转化率为b,则粗品中含Li2CO3的质量是____ g。(摩尔质量:Li 7 g.mol-l Li2CO3 74 g.mol-l)
II.纯化Li2CO3粗品
(4)将Li2CO3转化为LiHCO3后,用隔膜法电解LiHCO3溶液制备高纯度的LiOH,再转化得电池级Li2CO3。电解原理如图所示,阳极的电极反应式是_______ 。
III.制备LiFePO4
(5)将电池级Li2CO3和C、FePO4高温下反应,生成LiFePO4和一种可燃性气体,该反应的化学方程式是__ 。
资料:ⅰ滤液1、滤液2中部分两者的浓度(g/L)
Li+ | Ni2+ | Ca2+ | Mg2+ | |
滤液1 | 22.72 | 20.68 | 0.36 | 60.18 |
滤液2 | 21.94 | 7.7×10-3 | 0.08 | 0.78×10-3 |
ⅲ某些物质溶解度(S):
T/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
S(Li2CO3)/g | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 | 0.72 |
S(Li2SO4)/g | 34.7 | 33.6 | 32.7 | 31.7 | 30.9 |
(l)上述流程中为加快化学反应速率而采取的措施是
(2)向滤液2中先加入EDTA,再加入饱和Na2CO3溶液,90℃充分反应后,分离出 固体Li2CO3粗品的操作是
(3)处理lkg含锂3.50%的废渣,锂的浸出率为a,Li+转化为Li2CO3的转化率为b,则粗品中含Li2CO3的质量是
II.纯化Li2CO3粗品
(4)将Li2CO3转化为LiHCO3后,用隔膜法电解LiHCO3溶液制备高纯度的LiOH,再转化得电池级Li2CO3。电解原理如图所示,阳极的电极反应式是
III.制备LiFePO4
(5)将电池级Li2CO3和C、FePO4高温下反应,生成LiFePO4和一种可燃性气体,该反应的化学方程式是
更新时间:2019-12-18 23:13:08
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【推荐1】处理电镀污水时会产生大量的电镀污泥,下面是处理某种电镀污泥回收铜、镍元素的一种工业流程:
已知:硫酸浸出后得到的浸出液中含有;
回答下列问题:
(1)“浸出”工序中,为提高浸出率可以采取的措施__________ (写出两条)。
(2)在“电解”时,若维持电流强度为,电流效率为90%,电解,理论上可获得铜的质量____ g(结果保留小数点后两位)。(已知:电流效率是指电解时电极上实际沉积与理论沉积物质的量之比,)
(3)为提高“除杂”工序的效果,“电解”工序中需控制电解电压稍大一些,其目的是___________ ;磷酸盐沉淀是FePO4、______ (填化学式)。
(4)硫酸镍溶液在强碱性环境下用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。“氧化”工序中反应的离子方程式__________ 。
(5)“过滤、洗涤”工序中,检验沉淀洗涤干净的操作方法________ 。
已知:硫酸浸出后得到的浸出液中含有;
回答下列问题:
(1)“浸出”工序中,为提高浸出率可以采取的措施
(2)在“电解”时,若维持电流强度为,电流效率为90%,电解,理论上可获得铜的质量
(3)为提高“除杂”工序的效果,“电解”工序中需控制电解电压稍大一些,其目的是
(4)硫酸镍溶液在强碱性环境下用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。“氧化”工序中反应的离子方程式
(5)“过滤、洗涤”工序中,检验沉淀洗涤干净的操作方法
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解答题-原理综合题
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适中
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解题方法
【推荐2】随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化碳()排放量减少8%,氮氧化物()排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法,利用钠碱循环法可脱除烟气中的。
(1)在钠碱循环法中,溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收制得,该反应的离子方程式是_______________________ 。
(2)吸收液吸收的过程中,pH随变化关系如下表:
①上表判断溶液显______________ 性,用化学平衡原理解释:_____________ 。
②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母):___________ 。
a.
b.
c.
(3)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:
①在阳极放电的电极反应式是________________ 。
②当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理:
_________________ 。
(1)在钠碱循环法中,溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收制得,该反应的离子方程式是
(2)吸收液吸收的过程中,pH随变化关系如下表:
91:9 | 1:1 | 9:91 | |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母):
a.
b.
c.
(3)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:
①在阳极放电的电极反应式是
②当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理:
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】碳酸锰()是制造电信器材的软磁铁氧体,也用作脱硫的催化剂,瓷釉、涂料和清漆的颜料。工业上利用软锰矿(主要成分是,还含有、、等杂质)制取碳酸锰的流程如图所示:
已知:①“还原焙烧”主反应为。
②可能用到的数据如下:
回答下列问题:
(1)在实验室进行步骤A,需要用到的仪器为________ (选填“瓷坩埚”或“铁坩埚”)。
(2)步骤B中含锰元素的物质发生反应的化学方程式是_______ ;步骤D中“氧化”的目的是_____________ 。
(3)步骤E中调节pH的范围为______ 。理论上,“溶液”宜用_______ (填序号)代替。
A. B. C. D.
(4)步骤G中含锰物质发生反应的离子方程式为______ ;步骤H中分离烘干的操作是____ 、____ 、干燥。
(5)如图为用、(碳)作电极电解含的污水,使之转化为沉淀而除去的装置示意图。电极是___ (填“”或“”),污水中转化为沉淀的离子方程式为________ 。
已知:①“还原焙烧”主反应为。
②可能用到的数据如下:
氢氧化物 | ||||
开始沉淀pH | 1.5 | 6.5 | 4.2 | 8.3 |
沉淀完全pH | 3.7 | 9.7 | 7.4 | 9.8 |
回答下列问题:
(1)在实验室进行步骤A,需要用到的仪器为
(2)步骤B中含锰元素的物质发生反应的化学方程式是
(3)步骤E中调节pH的范围为
A. B. C. D.
(4)步骤G中含锰物质发生反应的离子方程式为
(5)如图为用、(碳)作电极电解含的污水,使之转化为沉淀而除去的装置示意图。电极是
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐1】实验室采用高温加热三氟化硼()与氯化铝()的方法制备,装置如图所示(夹持装置及加热装置略),已知与均易与水反应,沸点低、易升华。
部分物质的沸点如表所示:
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_______ 。
(2)氟硼酸钾()中B元素的化合价为_______ 。实验中滴入浓硫酸并加热装置A,除产生气体外,还生成一种酸式盐,写出反应的化学方程式:_______ 。
(3)装置F的作用为_______ 。
(4)实验开始时,A、C两处加热装置应先加热A处,原因是_______ 。
(5)装置D采用的是或_______ (填“水浴加热”或“冷水浴”)。
(6)产品中氯元素含量的测定:称取样品置于蒸馏水中完全水解,并配成溶液,量取于锥形瓶中,向其中加入溶液使充分沉淀,加入一定量硝基苯用力振荡,静置后,滴加几滴溶液,用标准溶液滴定至溶液变为红色且半分钟内不褪色,消耗标准溶液的体积为,则产品中氯元素含量为_______ (列出计算式即可)。(已知:)
部分物质的沸点如表所示:
物质 | |||
沸点/℃ | 12.5 | 180 |
(1)仪器a的名称为
(2)氟硼酸钾()中B元素的化合价为
(3)装置F的作用为
(4)实验开始时,A、C两处加热装置应先加热A处,原因是
(5)装置D采用的是或
(6)产品中氯元素含量的测定:称取样品置于蒸馏水中完全水解,并配成溶液,量取于锥形瓶中,向其中加入溶液使充分沉淀,加入一定量硝基苯用力振荡,静置后,滴加几滴溶液,用标准溶液滴定至溶液变为红色且半分钟内不褪色,消耗标准溶液的体积为,则产品中氯元素含量为
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐2】I.实验室用酸碱中和滴定法测定某市售白醋中醋酸的浓度。回答下列问题:
(1)量取待测白醋溶液20.00mL于_______ 中,滴加2滴酚酞作指示剂;将0.1000mol/LNaOH溶液盛装于碱式滴定管中,调至“0”刻度并进行滴定;滴定时两眼注视_______ 。到达滴定终点时停止滴定,并记录NaOH溶液的最终读数。
(2)在完成上述第1次滴定后,重复滴定3次。记录数据如下:
①计算得:c(CH3COOH)= _______ mol•L-1。
②若出现下列情况,测定结果偏高的是_______ 。
A.滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶 B.在振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出
C.滴定至终点时,俯视读数 D碱式滴定管用蒸馏水润洗后,未用标准液润洗
Ⅱ.氧化还原滴定法与酸碱中和滴定法类似,现用0.010酸性溶液滴定未知浓度的溶液,有关反应的离子方程式为。回答下列问题:
(3)滴定时,KMnO4 溶液应装在_______ (填“酸式”或“碱式”)滴定管中,该实验_______ (填“需要”或“不需要”)选用指示剂。滴定终点的判断_______ 。
(4)某次滴定前滴定管液面如图所示,读数为_______ mL
(1)量取待测白醋溶液20.00mL于
(2)在完成上述第1次滴定后,重复滴定3次。记录数据如下:
实验数据(mL)/滴定次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
V(样品) | 20.00 | 20.00 | 20.00 | 20.00 |
V[NaOH(aq)](消耗) | 15.95 | 15.00 | 15.02 | 14.98 |
②若出现下列情况,测定结果偏高的是
A.滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶 B.在振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出
C.滴定至终点时,俯视读数 D碱式滴定管用蒸馏水润洗后,未用标准液润洗
Ⅱ.氧化还原滴定法与酸碱中和滴定法类似,现用0.010酸性溶液滴定未知浓度的溶液,有关反应的离子方程式为。回答下列问题:
(3)滴定时,KMnO4 溶液应装在
(4)某次滴定前滴定管液面如图所示,读数为
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解答题-实验探究题
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【推荐3】过氧化钙可以用于改善地表水质、处理含重金属离子废水和治理赤潮,也可用于应急供氧等。
I.某实验小组拟选用如下装置(部分固定装置略)制备过氧化钙。
(1)装置d中的试剂是___________ ,作用是___________ 。
(2)根据上面的实验装置进行实验,步骤如下:
①通入一段时间氧气②熄灭酒精灯③点燃酒精灯④停止通入氧气⑤装入药品及试剂⑥检验装置的气密性
正确的操作顺序是:___________ 。
II.工业上生产过氧化钙的主要流程如下:
已知:①是一种白色晶体,微溶于水,不溶于乙醇,易与酸反应;②沉淀时需控制温度为左右。
实验室模拟沉淀反应的所用装置如图:
(3)装置的连接顺序为___________ (填字母)。
(4)沉淀时需控制温度为0℃左右的可能原因是___________ 。
(5)沉淀步骤发生反应的离子方程式为___________ 。
(6)测定样品纯度的方法是:称取样品于锥形瓶中,加入水和溶液,振荡使样品溶解生成过氧化氢,再加入几滴稀溶液,立即用标准溶液滴定到终点,消耗标准溶液。
①样品中的质量分数为___________ 。
②上述过程中若使用稀硫酸而不使用稀醋酸溶解样品,则测得样品的纯度将___________ (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
I.某实验小组拟选用如下装置(部分固定装置略)制备过氧化钙。
(1)装置d中的试剂是
(2)根据上面的实验装置进行实验,步骤如下:
①通入一段时间氧气②熄灭酒精灯③点燃酒精灯④停止通入氧气⑤装入药品及试剂⑥检验装置的气密性
正确的操作顺序是:
II.工业上生产过氧化钙的主要流程如下:
已知:①是一种白色晶体,微溶于水,不溶于乙醇,易与酸反应;②沉淀时需控制温度为左右。
实验室模拟沉淀反应的所用装置如图:
(3)装置的连接顺序为
(4)沉淀时需控制温度为0℃左右的可能原因是
(5)沉淀步骤发生反应的离子方程式为
(6)测定样品纯度的方法是:称取样品于锥形瓶中,加入水和溶液,振荡使样品溶解生成过氧化氢,再加入几滴稀溶液,立即用标准溶液滴定到终点,消耗标准溶液。
①样品中的质量分数为
②上述过程中若使用稀硫酸而不使用稀醋酸溶解样品,则测得样品的纯度将
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】用含砷氧化铜矿[含CuO、Cu2(OH)2CO3、As2O3及重金属盐等]制取的工艺流程如下:
(1)过程中可循环利用物质的电子式是_________________ 。
(2)步骤I“氨浸”时,控制温度为50〜55℃,pH约为9.5,含铜化合物转化为溶液。
①CuO被浸取的离子方程式为_________________ 。
②浸取温度不宜超过55℃,其原因是_________________ 。
③Cu2+与NH3结合时,溶液中含铜微粒的物质的量分布分数()与溶液中游离的c(NH3)的对数值的关系如图所示。若用1L浸取液(由等物质的量NH3和NH4+组成)将amol全部浸出为(转变为,不考虑其他反应,溶液体积变化忽略不计),原浸取液中起始时c(NH3)应满足的条件是_________________ 。
(3)“除”时,加入的试剂是和。
①已知结构式如图,根据此结构确定中S元素的化合价为_________________ 。
②需过量,一方面使沉淀完全,另一目的是_________________ 。
(4)“蒸氨”时发生反应的化学方程式为_________________ 。
(1)过程中可循环利用物质的电子式是
(2)步骤I“氨浸”时,控制温度为50〜55℃,pH约为9.5,含铜化合物转化为溶液。
①CuO被浸取的离子方程式为
②浸取温度不宜超过55℃,其原因是
③Cu2+与NH3结合时,溶液中含铜微粒的物质的量分布分数()与溶液中游离的c(NH3)的对数值的关系如图所示。若用1L浸取液(由等物质的量NH3和NH4+组成)将amol全部浸出为(转变为,不考虑其他反应,溶液体积变化忽略不计),原浸取液中起始时c(NH3)应满足的条件是
(3)“除”时,加入的试剂是和。
①已知结构式如图,根据此结构确定中S元素的化合价为
②需过量,一方面使沉淀完全,另一目的是
(4)“蒸氨”时发生反应的化学方程式为
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐2】实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下:
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
(1)从下图中选择制取气体的合适装置:氮气_______ 、氢气_______ 。
(2)氮气和氢气通过下图中甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有_______ 。
(3)写出乙装置中氨催化氧化的化学方程式:_______ 。
(4)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-、_______ 、_______
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
(1)从下图中选择制取气体的合适装置:氮气
(2)氮气和氢气通过下图中甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有
(3)写出乙装置中氨催化氧化的化学方程式:
(4)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-、
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【推荐3】硫酸是在工业生产中极为重要的一种化工产品,而硫酸的浓度不同,性质也会不同。现有甲、乙两研究小组分别进行了如下实验探究:
I.甲研究小组按下图装置进行实验,验证锌与浓硫酸反应生成物中的气体成分,取足量的Zn置于b中,向a中加入适量浓硫酸,经过一段时间的反应,Zn仍有剩余。
(1)仪器a的名称是
(2)在
(3)装置C中若为酸性高锰酸钾溶液,则对应的
(4)装置G的名称为U形管,其作用为
(5)有同学认为A、B间应增加图中的甲装置,该装置的作用为
Ⅱ.乙研究小组为了利用稀硫酸制备CuSO4,进行了如下图所示的实验设计。
实验表明,Fe3+能加快生成CuSO4的反应速率,发挥作用的原理可表述为:
①2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
②……
(6)反应②的
(7)某小组通过向铜和稀硫酸的混合物中加入过氧化氢的方法制备硫酸铜,但是在实际操作时,发现所消耗的H2O2的量往往会大于理论值,原因是
(8)取CuSO4·5H2O晶体隔绝空气加热,剩余固体的质量随温度的变化如右图所示,当达到120℃时,固体的成分为
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