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随着新能源汽车销量的猛增,动力电池退役高峰将至,磷酸铁锂(LEP)是目前使用最多的动力电池材料,因此回收磷酸铁锂具有重要意义。一种从废旧磷酸铁锂正极片(LiFePO4、导电石墨、铝箔)中回收锂的工艺流程如图:

已知:i.废旧磷酸铁锂正极片中的化学物质均不溶于水也不与水反应。
ii.Li2CO3在水中的溶解度随温度升高而降低,但煮沸时与水发生反应。
回答下列问题:
(1)LiFePO4中铁元素的化合价为
+2
+2

(2)向碱浸后的滤液中通入过量的CO2所发生反应的离子方程式为:
A
l
O
-
2
+CO2+H2O=Al(OH)3↓+
HC
O
-
3
A
l
O
-
2
+CO2+H2O=Al(OH)3↓+
HC
O
-
3

(3)“氧化浸出”时,保持其他条件不变,不同氧化剂对锂的浸出实验结果如下表,实际生产中氧化剂选用H2O2,不选用NaClO3的原因是
NaClO3与盐酸反应产生Cl2,污染生产环境;防止H2O2分解和盐酸挥发
NaClO3与盐酸反应产生Cl2,污染生产环境;防止H2O2分解和盐酸挥发
。在“氧化浸出”时,适当的升温可加快反应速率,但一般不采取高温法,其原因是
防止H2O2分解和盐酸挥发
防止H2O2分解和盐酸挥发
。“氧化浸出”时生成了难溶的FePO4,该反应的化学方程式为
2LiFePO4+H2O2+2H+═2Li++2FePO4+2H2O
2LiFePO4+H2O2+2H+═2Li++2FePO4+2H2O

序号 锂含量/% 氧化剂 pH 浸出液Li+浓度/(g•L-1 浸出渣中Li+含量/%
1 3.7 H2O2 3.5 9.02 0.10
2 3.7 NaClO3 3.5 9.05 0.08
3 3.7 O2 3.5 7.05 0.93
4 3.7 NaClO 3.5 8.24 0.43
(4)“浸出液”循环两次的目的是
提高盐酸与H2O2的利用率
提高盐酸与H2O2的利用率

(5)“滤渣Ⅱ”经纯化可得
+
3
F
e
PO4,流程中生成的Li2CO3、FePO4在高温条件下与H2C2O4煅烧可得LiFePO4(已知H2C2O4有还原性),实现再生利用,其化学方程式为
2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
高温
2LiFePO4+H2O+3CO2
2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
高温
2LiFePO4+H2O+3CO2

(6)“一系列操作”具体包括水浴加热、
趁热过滤
趁热过滤
、洗涤、干燥。

【答案】+2;
A
l
O
-
2
+CO2+H2O=Al(OH)3↓+
HC
O
-
3
;NaClO3与盐酸反应产生Cl2,污染生产环境;防止H2O2分解和盐酸挥发;防止H2O2分解和盐酸挥发;2LiFePO4+H2O2+2H+═2Li++2FePO4+2H2O;提高盐酸与H2O2的利用率;2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
高温
2LiFePO4+H2O+3CO2↑;趁热过滤
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:11引用:2难度:0.7
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  • 1.我国青藏高原的盐湖中蕴藏着丰富的锂资源,已探明的储量约三千万吨,碳酸锂制备高纯金属锂的一种工艺流程如图。下列有关说法错误的是(  )

    发布:2025/1/6 7:30:5组卷:28引用:2难度:0.9
  • 2.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质)。用该烧渣制取药用辅料-红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (4)煅烧A的反应方程式是
     

    (5)ag烧渣经过上述工艺可得红氧化铁bg。药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示)。

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:30引用:1难度:0.5
  • 3.查阅资料:CaO、MgO在高温下与C难反应,但能与SiO2反应.硫铁矿烧渣是一种工业废渣(含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质),该烧渣可用于制取氧化铁,具体化工生产工艺流程如下:

    (1)焙烧时产生的主要有害气体是
     

    (2)若在空气中“酸浸”时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是:
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.1
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