钴在冶金、化工及航天航空技术等领域应用广泛。从废旧锂离子电池中回收钴的实验方法为:将废旧锂电池处理分离得到的活性物质(主要成分是LiCoO2,不溶于水)与足量20%的过氧化氢溶液混合,用酸调节溶液的pH≤4,恒温水浴两小时。

(1)酸性介质条件下,LiCoO2与H2O2反应生成Co2+。该反应的离子方程式为2LiCoO2+H2O2+6H+ 水浴 2Co2++2Li++O2↑+4H2O2LiCoO2+H2O2+6H+ 水浴 2Co2++2Li++O2↑+4H2O。
(2)用柠檬酸(弱酸)调节溶液的pH,柠檬酸的浓度对Co2+浸出率的影响如图1所示。
①当柠檬酸的浓度超过1mol•L-1时,Co2+浸出率几乎不变的原因是柠檬酸是弱酸,在浓度达到1mol•L-1时,电离度达到最大,柠檬酸浓度继续增大,电离度减小,H+的物质的量浓度几乎保持不变,因此浸出率几乎不变柠檬酸是弱酸,在浓度达到1mol•L-1时,电离度达到最大,柠檬酸浓度继续增大,电离度减小,H+的物质的量浓度几乎保持不变,因此浸出率几乎不变。
②现用锌棒做阳极、石墨做阴极电解柠檬酸酸浸后的溶液,可以将Co2+还原为Co单质。不同pH的溶液中Co2+残留率随时间的变化如图2所示。结果表明pH=4时电解效果最好,原因是随着阳极锌的溶解,溶液中锌离子浓度逐渐增大,在一定pH的水溶液中生成Zn(OH)2沉淀覆盖在锌电极表面,阻碍电解反应的进一步进行,所以pH=4时电解效果最好随着阳极锌的溶解,溶液中锌离子浓度逐渐增大,在一定pH的水溶液中生成Zn(OH)2沉淀覆盖在锌电极表面,阻碍电解反应的进一步进行,所以pH=4时电解效果最好。[已知:c(Zn2+)为1mol•L-1时,Zn2+开始沉淀的pH为5.4]
(3)金属Co与CO、H2在高压条件下可制得羰基氢钴HCo(CO)4。HCo(CO)4与R-CH=CH2可通过高碳烯烃氢甲酰化反应生成高碳醛,反应历程如图3所示,反应中HCo(CO)4的作用是催化剂催化剂,写出反应③生成高碳醛的化学反应方程式CO+H2+R-CH=CH2 催化剂 R-CH2-CH2-CHOCO+H2+R-CH=CH2 催化剂 R-CH2-CH2-CHO。
水浴
水浴
催化剂
催化剂
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】2LiCoO2+H2O2+6H+ 2Co2++2Li++O2↑+4H2O;柠檬酸是弱酸,在浓度达到1mol•L-1时,电离度达到最大,柠檬酸浓度继续增大,电离度减小,H+的物质的量浓度几乎保持不变,因此浸出率几乎不变;随着阳极锌的溶解,溶液中锌离子浓度逐渐增大,在一定pH的水溶液中生成Zn(OH)2沉淀覆盖在锌电极表面,阻碍电解反应的进一步进行,所以pH=4时电解效果最好;催化剂;CO+H2+R-CH=CH2 R-CH2-CH2-CHO
水浴
催化剂
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:72引用:1难度:0.7
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