實(shí)驗(yàn)室將回收廢舊三元鋰離子電池經(jīng)過放電、拆解、分離集流體等操作獲得正極活性物質(zhì)(主要成分LiNixCoyMn1-x-yO2)。從材料中回收錳、鈷、鎳的工藝流程如圖:
已知:①“酸浸液”中的金屬離子主要有Li+、Mn2+、Co2+、Ni2+
②“沉錳”濾液中鈷、鎳分別以[Co(NH3)6]3+、[Ni(NH3)6]2+形式存在回答下列問題:
(1)廢舊電池獲得正極材料前,需將其浸入NaCl溶液中使電池短路放電,此時(shí)溶液溫度升高,該過程中能量的主要轉(zhuǎn)化方式為:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能。
(2)①已知LiNixCoyMn1-x-yO2中Ni、Co、Mn化合價(jià)相同,則它們的化合價(jià)為 +3+3。
②“酸浸”時(shí)若用一定濃度的鹽酸替代雙氧水和硫酸,缺點(diǎn)是 生成Cl2污染環(huán)境生成Cl2污染環(huán)境。
(3)“沉錳”所得錳沉淀主要成分為MnO2、MnO(OH)2、MnOOH。反應(yīng)溫度對錳的沉淀率影響如圖所示。
①“沉錳”生成MnO2的離子方程式:Mn2++H2O2+2NH3?H2O=MnO2↓++2H2OMn2++H2O2+2NH3?H2O=MnO2↓++2H2O。
②控制過氧化氫添加量,當(dāng)反應(yīng)溫度升高,錳的沉淀率降低的可能原因:溫度升高,H2O2受熱分解,導(dǎo)致Mn2+未完全沉淀溫度升高,H2O2受熱分解,導(dǎo)致Mn2+未完全沉淀。
③錳沉淀最好用 CC(填字母)洗滌,洗滌液回收到“鈷鎳分離”使用以提高回收率。
A.蒸餾水
B.NaOH溶液
C.氨水
D.稀硫酸
(4)由“鈷鎳分離”過程可知與EDTA絡(luò)合能力:Co3+<<Ni2+(填“>”、“<”或“=”)。添加適量NaOH加熱蒸氨得到Co(OH)3沉淀的離子方程式 [Co(NH3)6]3++3OH- Co(OH)3↓+6NH3↑[Co(NH3)6]3++3OH- Co(OH)3↓+6NH3↑。
【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用.
【答案】化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能;+3;生成Cl2污染環(huán)境;Mn2++H2O2+2NH3?H2O=MnO2↓++2H2O;溫度升高,H2O2受熱分解,導(dǎo)致Mn2+未完全沉淀;C;<;[Co(NH3)6]3++3OH- Co(OH)3↓+6NH3↑
【解答】
【點(diǎn)評】
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(2)若在空氣中“酸浸”時(shí)間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
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