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菁優(yōu)網(wǎng)氫氧化鈷[Co(OH)2]是鋰電池正極材料鈷酸鋰(LiCoO2)的前驅(qū)體.以CoSO4溶液、NaOH溶液、氨水和水合肼為原料可制得微米級(jí)Co(OH)2
已知:①Co2+、Co3+易與NH3形成絡(luò)合物,[Co(NH36]2+的還原性強(qiáng)于Co(OH)2和Co2+
②水合肼N2H4?H2O為無(wú)色油狀液體,具有強(qiáng)還原性,氧化產(chǎn)物為N2;
③沉淀的生成速率越快,顆粒越小,呈凝乳狀或膠體,不易過(guò)濾.
(1)60℃時(shí)在攪拌下向CoSO4溶液中加入氨水,調(diào)節(jié)pH至6后,再加入NaOH溶液,調(diào)節(jié)pH至9.5左右,一段時(shí)間后,過(guò)濾、洗滌,真空烘干得微米級(jí)Co(OH)2
①制備時(shí),在加入NaOH溶液前必須先加氨水的原因是
Co2+與NH3形成絡(luò)合物[Co(NH36]2+,使溶液在Co2+的濃度減小,可以降低Co2+與OH-反應(yīng)生成Co(OH)2沉淀的速率
Co2+與NH3形成絡(luò)合物[Co(NH36]2+,使溶液在Co2+的濃度減小,可以降低Co2+與OH-反應(yīng)生成Co(OH)2沉淀的速率

②洗滌時(shí),使用熱水除去產(chǎn)品表面雜質(zhì).檢驗(yàn)產(chǎn)品是否洗凈的實(shí)驗(yàn)操作是
取最后一次洗滌的濾液,加入BaCl2溶液,如無(wú)白色沉淀生成,則產(chǎn)品已經(jīng)洗滌干凈,否則,未洗滌干凈
取最后一次洗滌的濾液,加入BaCl2溶液,如無(wú)白色沉淀生成,則產(chǎn)品已經(jīng)洗滌干凈,否則,未洗滌干凈

(2)經(jīng)儀器分析,測(cè)得按題(1)步驟制得的Co(OH)2晶體結(jié)構(gòu)中含有Co(Ⅲ),進(jìn)一步用碘量法測(cè)得Co(Ⅱ)的氧化程度為8%.因此制備時(shí)必須加入一定量的還原劑.
①將500mL 1mol/L的CoSO4溶液與氨水配成pH為6的溶液,加入三頸燒瓶中(裝置見如圖),滴液漏斗a裝有NaOH溶液、b中裝有水合肼.60℃時(shí)依次將兩種溶液加入三頸燒瓶,充分反應(yīng)后,過(guò)濾.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先打開滴液漏斗
b
b
(填“a”或“b”).
②為確保制得的Co(OH)2產(chǎn)品中不含Co(Ⅲ),制備時(shí)至少需加入水合肼的質(zhì)量為
0.5
0.5
g.
(3)以廢舊鋰電池正極材料(含LiCoO2,以及少量Al、Fe等)為原料制備微米級(jí)氫氧化鈷.已知:酸性條件下的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镃o3+>H2O2>Cl2>Fe3+;LiOH可溶于水:如表所示是部分金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH.
金屬離子 Co2+ Fe2+ Fe3+ Al3+
開始沉淀的pH 7.6 7.6 2.7 4.0
沉淀完全的pH 9.2 9.6 3.7 5.2
請(qǐng)補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)方案:取一定量廢舊鋰電池正極材料,粉碎后與Na2SO3溶液配成懸濁液,在攪拌下
向其中加入1mol/LH2SO4至固體完全溶解,再加入30%H2O2溶液直至溶液顏色不再加深,然后向溶液中加入5mol/L氨水,調(diào)節(jié)pH=6,過(guò)濾,向?yàn)V液中加入5mol/LNaOH溶液
向其中加入1mol/LH2SO4至固體完全溶解,再加入30%H2O2溶液直至溶液顏色不再加深,然后向溶液中加入5mol/L氨水,調(diào)節(jié)pH=6,過(guò)濾,向?yàn)V液中加入5mol/LNaOH溶液
,調(diào)節(jié)pH至9.5,過(guò)濾、洗滌,真空烘干得到微米級(jí)Co(OH)2.實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑:1mol/LH2SO4溶液、2mol/LHCl溶液、5mol/LNaOH溶液、5mol/L氨水、30%H2O2溶液.

【答案】Co2+與NH3形成絡(luò)合物[Co(NH36]2+,使溶液在Co2+的濃度減小,可以降低Co2+與OH-反應(yīng)生成Co(OH)2沉淀的速率;取最后一次洗滌的濾液,加入BaCl2溶液,如無(wú)白色沉淀生成,則產(chǎn)品已經(jīng)洗滌干凈,否則,未洗滌干凈;b;0.5;向其中加入1mol/LH2SO4至固體完全溶解,再加入30%H2O2溶液直至溶液顏色不再加深,然后向溶液中加入5mol/L氨水,調(diào)節(jié)pH=6,過(guò)濾,向?yàn)V液中加入5mol/LNaOH溶液
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:40引用:3難度:0.4
相似題
  • 1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3形式存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO43+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
    (1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
     

    (2)檢驗(yàn)第II步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
     
    (填字母編號(hào))。
    A.KMnO4溶液    B.K3[Fe(CN)6]溶液    C.KSCN溶液
    (3)第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,消耗FeCO3的離子方程式為
     
    ;然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時(shí)Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是
     
    。
    (4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,F(xiàn)eS2中S元素的化合價(jià)為
     
    。該納米材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
     

    (5)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第III步應(yīng)加入FeCO3
     
    kg。

    發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.正丁醚制備原理為2CH3CH2CH2CH2OH
    H
    2
    S
    O
    4
    135
    CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O。
    實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖:
    實(shí)驗(yàn)步驟:
    Ⅰ.在三頸燒瓶中,加入0.16mol正丁醇、濃硫酸和沸石,按圖連接裝置。先在分水器內(nèi)預(yù)先加水至支管處,小心開啟旋塞放出XmL。然后小火加熱保持反應(yīng)物微沸,回流分水。
    Ⅱ.反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中混合,充分搖振靜置分層后棄去水層,粗產(chǎn)物依次用等體積5%NaOH溶液、蒸餾水和飽和CaCl2溶液洗滌,然后用1g無(wú)水氯化鈣干燥。過(guò)濾后的產(chǎn)物加入25mL蒸餾瓶中,蒸餾收集到9.1g產(chǎn)品。
    請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
    (1)儀器B的名稱為
     

    (2)分水器使用前
     
    (填“需要”或“不需要”)檢漏,步驟Ⅰ中的X的范圍為
     
    (填序號(hào))。
    A.0~1
    B.1~2
    C.2~3
    (3)已知正丁醚難溶于水,正丁醇微溶于水,易溶于醚,分水器在本實(shí)驗(yàn)中的可能作用是
     
    (填序號(hào))。
    A.移走生成物水,同時(shí)讓正丁醇、正丁醚回到反應(yīng)瓶,提高正丁醇的轉(zhuǎn)化率
    B.冷凝回流正丁醇、正丁醚和水
    C.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分水器內(nèi)會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象,當(dāng)分水器全部被水充滿時(shí),停止反應(yīng)
    (4)簡(jiǎn)述步驟Ⅱ中反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中的混合方法:
     

    (5)本實(shí)驗(yàn)粗產(chǎn)物依次用水洗滌是為了除去殘留的NaOH,用飽和CaCl2溶液洗滌是除去殘留的正丁醇,能不能省去水洗步驟而直接用飽和CaCl2溶液洗滌?
     
    (填“能”或“不能”),理由是
     
    。
    (6)最后收集到正丁醚的產(chǎn)率為
     
    %(保留兩位小數(shù))。

    發(fā)布:2024/12/24 8:0:2組卷:3引用:1難度:0.5
  • 3.四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑,常溫下為橙黃色固體,熔點(diǎn):38.3℃,沸點(diǎn)233.5℃,具有潮解性且易發(fā)生水解。實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2 
    高溫
    TiBr4+CO2來(lái)制備TiBr4,裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(  )
    菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/12/22 11:0:4組卷:47引用:4難度:0.5
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