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一種從廢舊電池的正極材料(含鋁箔、LiCoO2、Fe2O3及少量不溶于酸、堿的導(dǎo)電劑)中回收多種金屬的工藝流程如圖甲所示:

已知:①黃鈉鐵礬晶體穩(wěn)定,顆粒大、易沉降。
②Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8,Ksp[Co(OH)2]=1.6×10-15。
回答下列問(wèn)題:
(1)堿溶:堿溶前,常使用丙酮浸泡正極材料,作用是
除去廢舊電池正極材料表面的油污
除去廢舊電池正極材料表面的油污
;從經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮,可向堿溶后所得濾液中通入過(guò)量CO2,其目的是
NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
(用化學(xué)方程式表示)。
(2)浸取時(shí)也可用鹽酸代替H2O2和H2SO4的混合溶液,但缺點(diǎn)是
HCl作還原劑,氧化產(chǎn)物為Cl2,Cl2有毒,污染環(huán)境
HCl作還原劑,氧化產(chǎn)物為Cl2,Cl2有毒,污染環(huán)境

(3)沉鐵:①沉鐵時(shí)采用的“黃鈉鐵礬法”與傳統(tǒng)的調(diào)pH的“氫氧化物沉淀法”相比,金屬離子的損失少,原因是
調(diào)節(jié)pH時(shí)Fe3+會(huì)生成氫氧化鐵膠體,會(huì)吸附溶液中的金屬離子
調(diào)節(jié)pH時(shí)Fe3+會(huì)生成氫氧化鐵膠體,會(huì)吸附溶液中的金屬離子

②控制不同的條件可以得到不同的沉淀,所得沉淀與溫度和pH的關(guān)系如圖乙所示(陰影部分表示黃鈉鐵礬穩(wěn)定存在的區(qū)域),據(jù)圖,在25℃時(shí),調(diào)節(jié)溶液的pH=4,此時(shí)溶液中c(Fe3+)=
2.64×10-9mol/L
2.64×10-9mol/L
,該溫度下,若要制得黃鈉鐵礬晶體需控制溶液的pH范圍為
c
c
(填序號(hào)){已知25℃,Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10-39}。
a.0~1
b.1~2.5
c.2.5~3.0

③稱取2.425g黃鈉鐵礬晶體[NaxFey(SO4m(OH)n],加鹽酸完全溶解后,配制成100.00mL溶液;量取25.00mL溶液,加入過(guò)量的KI溶液,充分反應(yīng),消耗3.75×10-3molKI,另取25.00mL溶液,加入足量BaCl2溶液充分反應(yīng)后,過(guò)濾、洗滌、干燥后得沉淀0.5825g。則沉鐵時(shí)反應(yīng)的離子方程式為
Na++3Fe3++2
S
O
2
-
4
+6H2O
NaFe3(SO42(OH)6↓+6H+
Na++3Fe3++2
S
O
2
-
4
+6H2O
NaFe3(SO42(OH)6↓+6H+
。
(4)沉鈷:沉鈷時(shí)使用飽和草酸銨溶液,與飽和草酸鈉溶液相比效果更好的原因是
草酸鈉溶液相比,飽和草酸銨溶液的堿性更弱,可以防止沉鈷時(shí)生成氫氧化鈷沉淀
草酸鈉溶液相比,飽和草酸銨溶液的堿性更弱,可以防止沉鈷時(shí)生成氫氧化鈷沉淀
。
(5)沉鋰:碳酸鋰溶解度隨溫度變化曲線如圖丙,“沉鋰”后得到碳酸鋰固體的實(shí)驗(yàn)操作為
趁熱過(guò)濾
趁熱過(guò)濾

【答案】除去廢舊電池正極材料表面的油污;NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3;HCl作還原劑,氧化產(chǎn)物為Cl2,Cl2有毒,污染環(huán)境;調(diào)節(jié)pH時(shí)Fe3+會(huì)生成氫氧化鐵膠體,會(huì)吸附溶液中的金屬離子;2.64×10-9mol/L;c;Na++3Fe3++2
S
O
2
-
4
+6H2O
NaFe3(SO42(OH)6↓+6H+;草酸鈉溶液相比,飽和草酸銨溶液的堿性更弱,可以防止沉鈷時(shí)生成氫氧化鈷沉淀;趁熱過(guò)濾
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:17引用:3難度:0.5
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    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:27引用:2難度:0.9
  • 2.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì))。用該燒渣制取藥用輔料-紅氧化鐵的工藝流程如下:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
     

    (4)煅燒A的反應(yīng)方程式是
     

    (5)ag燒渣經(jīng)過(guò)上述工藝可得紅氧化鐵bg。藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于
     
    (用含a、b的表達(dá)式表示)。

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.5
  • 3.查閱資料:CaO、MgO在高溫下與C難反應(yīng),但能與SiO2反應(yīng).硫鐵礦燒渣是一種工業(yè)廢渣(含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)),該燒渣可用于制取氧化鐵,具體化工生產(chǎn)工藝流程如下:

    (1)焙燒時(shí)產(chǎn)生的主要有害氣體是
     

    (2)若在空氣中“酸浸”時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開(kāi)始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1
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