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近年来,随着锂离子电池的广泛应用,废锂离子电池的回收处理至关重要。下面是利用废锂离子电池正极材料(有Al、LiCoO2、Ni、Mn、Fe等)回收钴、镍、锂的流程图如图。

已知:P204[二(2-乙基己基)磷酸酯]常用于萃取锰,P507(2-乙基己基膦酸-2-乙基己酯)和Cyanex272[二(2,4,4)-三甲基戊基次磷酸]常用于萃取钴、镍。
回答下列问题:
(1)在硫酸存在的条件下,正极材料粉末中LiCoO2与H2O2反应能生成使带火星木条复燃的气体,请写出反应的化学方程式
2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+O2↑+2CoSO4+4H2O
2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+O2↑+2CoSO4+4H2O

(2)一些金属难溶氢氧化物的溶解度(用阳离子的饱和浓度表示)与pH的关系图如图1:

加入NaOH溶液调pH=5可除去图中的
Fe3+、Al3+
Fe3+、Al3+
(填金属离子符号)杂质;写出除去金属离子的离子方程式
Fe3++3OH-=Fe(OH)3或Al3++3OH-=Al(OH)3
Fe3++3OH-=Fe(OH)3或Al3++3OH-=Al(OH)3
(一种即可)。
(3)已知P507萃取金属离子的原理为nHR(Org)+Mn+(aq)⇌MRn(Org)+nH+(aq),且随着萃取过程中pH降低,萃取效率下降。萃取前先用NaOH对萃取剂进行皂化处理,皂化萃取剂萃取金属离子的反应为nNaR(Org)+Mn+(aq)⇌MRn(Org)+nNa+(aq)。对萃取剂进行皂化处理的原因为
维持萃取过程中pH恒定
维持萃取过程中pH恒定

(4)控制水相pH=5.2,温度25℃,分别用P507、Cyanex272作萃取剂,萃取剂浓度对萃取分离钴、镍的影响实验结果如图2所示。
由图可知,钴、镍的萃取率随萃取剂浓度增大而
增大
增大
(填“增大”或“减小”);两种萃取剂中
Cyanex272
Cyanex272
(填“P507”或“Cyanex272”)的分离效果比较好,若选P507为萃取剂,则最适宜的萃取剂浓度大约为
0.25
0.25
mol•L-1;若选Cyanex272萃取剂,则最适宜的萃取剂浓度大约为
0.4
0.4
mol•L-1
(5)室温下,用NaOH溶液调节钴萃余液的pH=12,搅拌一段时间后,静置,离心分离得到淡绿色氢氧化镍固体,镍沉淀率可达99.62%.已知Ksp[Ni(OH)2]=5.25×10-16,则沉镍母液中Ni2+的浓度为2.1×10-11 mol•L-1时,pH=
11.7
11.7
(lg5=0.7)。

【答案】2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+O2↑+2CoSO4+4H2O;Fe3+、Al3+;Fe3++3OH-=Fe(OH)3或Al3++3OH-=Al(OH)3;维持萃取过程中pH恒定;增大;Cyanex272;0.25;0.4;11.7
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:29引用:2难度:0.2
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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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