試卷征集
加入會員
操作視頻

LiCoO2(鈷酸鋰)難溶于水,具有強氧化性,可用作鋰電池正極材料。某拆解后的廢鋰電池正極中主要含LiCoO2,還含有鋁箔、炭黑和Ni元素等。實驗室可通過如下過程回收廢電極中鈷元素并制取Co3O4
菁優(yōu)網(wǎng)
(1)堿浸、過濾:取一定質(zhì)量的廢電極,加足量NaOH溶液,加熱條件下充分反應(yīng)后過濾。堿浸、過濾的目的是
除去廢電極中的鋁(和油污)
除去廢電極中的鋁(和油污)
。
(2)酸浸還原:將過濾所得濾渣置于如圖所示三頸燒瓶中,控溫反應(yīng)的溫度為90℃,向燒瓶中加入2mol?L-1H2SO4溶液,在充分攪拌的條件下向燒瓶中滴加Na2S2O3溶液。
菁優(yōu)網(wǎng)
①酸浸還原后所得溶液中含Li+、Co2+、Ni2+
SO
2
-
4
等,不含S2
O
2
-
3
。寫出酸浸還原時LiCoO2反應(yīng)的離子方程式:
8LiCoO2+22H++S2
O
2
-
3
90
8Li++8Co2++2
SO
2
-
4
+11H2O
8LiCoO2+22H++S2
O
2
-
3
90
8Li++8Co2++2
SO
2
-
4
+11H2O
。
②當(dāng)LiCoO2完全反應(yīng),過量的Na2S2O3溶液能與硫酸反應(yīng)。實驗中判斷Na2S2O3溶液過量的方法是
燒瓶溶液中有白色沉淀生成
燒瓶溶液中有白色沉淀生成
。
(3)萃?。赫堁a充完整萃取Co2+的實驗方案:將燒瓶中所得物質(zhì)過濾,
向所得濾液中加入NaOH溶液,控制溶液的pH在5~5.5之間
向所得濾液中加入NaOH溶液,控制溶液的pH在5~5.5之間
,向溶液中分批次加入萃取劑,充分振蕩后靜置分液,取有機層,將每次所得有機層合并。(實驗中可選用的試劑有:NaOH溶液、稀硫酸)。
已知:①萃取劑是RH和煤油的混合物,RH與Co2+可發(fā)生如下反應(yīng):Co2++2RH?2H++CoR2(CoR2易溶于煤油,難溶于水);
②萃取劑對Co2+、Ni2+的萃取率與pH的關(guān)系如圖所示。
菁優(yōu)網(wǎng)
(4)制Co3O4:請補充完整由萃取Co2+所得有機層制取Co3O4的實驗方案:取萃取后所得有機層,
向其中加入H2C2O4溶液,充分振蕩,當(dāng)靜置后向有機層中繼續(xù)加入H2C2O4溶液不再生成沉淀時停止滴加,過濾并洗滌沉淀,400~600℃條件下,將沉淀在空氣中加熱至質(zhì)量不再發(fā)生變化
向其中加入H2C2O4溶液,充分振蕩,當(dāng)靜置后向有機層中繼續(xù)加入H2C2O4溶液不再生成沉淀時停止滴加,過濾并洗滌沉淀,400~600℃條件下,將沉淀在空氣中加熱至質(zhì)量不再發(fā)生變化
,得到Co3O4。(實驗中可選用的試劑有H2C2O4溶液)
已知:
①CoC2O4?2H2O難溶于水和煤油;
②CoC2O4?2H2O在空氣中加熱時所得
剩余固體質(zhì)量
原始固體質(zhì)量
×100%與溫度的關(guān)系如圖所示:
菁優(yōu)網(wǎng)
(5)Co3O4一定條件下可制取LiCoO2粗品,LiCoO2粗品中混有少量含Co2+的雜質(zhì)。為測定Co2+的質(zhì)量分數(shù),現(xiàn)進行如下實驗:準(zhǔn)確稱取1.000gLiCoO2粗品于錐形瓶中,加入過量鹽酸充分反應(yīng)后,固體完全溶解后鈷元素均轉(zhuǎn)化為Co2+,加入指示劑,用0.500mol?L-1EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至終點(滴定反應(yīng)為Co2++Y4-=CoY2-),消耗EDTA溶液20.40mL。準(zhǔn)確稱取1.000gLiCoO2粗品于錐形瓶中,加入H2SO4和H3PO4的混合溶液,加入22.00mL1.000mol?L-1(NH42Fe(SO42溶液,待樣品完全溶解后,加入指示劑,用0.100mol?L-1K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+,達到滴定終點時消耗K2Cr2O7溶液20.00mL。實驗過程中LiCoO2、K2Cr2O7可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化:LiCoO2
F
e
2
+
Co2+Cr2
O
2
-
7
F
e
2
+
Cr3+。計算樣品中Co2+的質(zhì)量分數(shù),并寫出計算過程
1.18%
1.18%
。

【答案】除去廢電極中的鋁(和油污);8LiCoO2+22H++S2
O
2
-
3
90
8Li++8Co2++2
SO
2
-
4
+11H2O;燒瓶溶液中有白色沉淀生成;向所得濾液中加入NaOH溶液,控制溶液的pH在5~5.5之間;向其中加入H2C2O4溶液,充分振蕩,當(dāng)靜置后向有機層中繼續(xù)加入H2C2O4溶液不再生成沉淀時停止滴加,過濾并洗滌沉淀,400~600℃條件下,將沉淀在空氣中加熱至質(zhì)量不再發(fā)生變化;1.18%
【解答】
【點評】
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:2024/4/23 12:26:7組卷:102引用:1難度:0.3
相似題
  • 1.我國青藏高原的鹽湖中蘊藏著豐富的鋰資源,已探明的儲量約三千萬噸,碳酸鋰制備高純金屬鋰的一種工藝流程如圖。下列有關(guān)說法錯誤的是( ?。?br />菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
  • 2.利用如下流程可從廢光盤的金屬層中回收其中的銀(金屬層中其他金屬含量過低,對實驗影響可忽略):

    菁優(yōu)網(wǎng)已知:NaClO溶液在加熱時易分解產(chǎn)生NaCl和NaClO3;“溶解”工序發(fā)生的反應(yīng)為可逆反應(yīng)。下列說法錯誤的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 15:30:1組卷:75引用:4難度:0.4
  • 3.工業(yè)上利用鋅焙砂(主要成分為ZnO,含有少量CuO、As2O3、NiO等)生產(chǎn)高純ZnO的流程示意圖如圖。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)用足量(NH42SO4溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
    ①“浸出”前,鋅焙砂預(yù)先粉碎的目的是
     
    。
    ②通過“浸出”步驟,鋅焙砂中的ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH34]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (2)“浸出”時As2O3轉(zhuǎn)化為
    A
    s
    O
    3
    -
    3
    。“除砷”步驟①中用(NH42S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為
     

    (3)“除重金屬”時,加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
     
    和BaSO4。
    (4)“蒸氨”時會出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運用平衡移動原理解釋原因:
     
    。
    (5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉(zhuǎn)化為ZnCO3的離子方程式為
     
    。
    (6)“煅燒”步驟中,不同溫度下,ZnCO3分解的失重曲線和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
    已知:?。腆w失重質(zhì)量分數(shù)=
    樣品起始質(zhì)量
    -
    剩余固體質(zhì)量
    樣品起始質(zhì)量
    ×100%。
    ⅱ.比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積;比表面積越大,產(chǎn)品ZnO的活性越高。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①280℃時煅燒ZnCO3,300min后固體失重質(zhì)量分數(shù)為33.3%,則ZnCO3的分解率為
     
    %(保留到小數(shù)點后一位)。
    ②根據(jù)圖1和圖2,獲得高產(chǎn)率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面積>40m2?g-1)產(chǎn)品ZnO的最佳條件是
     
    (填字母序號)。
    a.恒溫280℃,60~120min
    b.恒溫300℃,240~300min
    c.恒溫350℃,240~300min
    d.恒溫550℃,60~120min
    (7)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有
     
    。

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:80引用:5難度:0.5
小程序二維碼
把好題分享給你的好友吧~~
APP開發(fā)者:深圳市菁優(yōu)智慧教育股份有限公司| 應(yīng)用名稱:菁優(yōu)網(wǎng) | 應(yīng)用版本:5.0.7 |隱私協(xié)議|第三方SDK|用戶服務(wù)條款
本網(wǎng)部分資源來源于會員上傳,除本網(wǎng)組織的資源外,版權(quán)歸原作者所有,如有侵犯版權(quán),請立刻和本網(wǎng)聯(lián)系并提供證據(jù),本網(wǎng)將在三個工作日內(nèi)改正