废弃的锂离子电池中含有大量Co、Ni、Mn、Cu、Al等金属元素,需回收处理。柠檬酸因具有酸性和较好的络合性,可用于浸出金属离子并得到柠檬酸浸出液,下列是某小组研究从柠檬酸浸出液中去除铜的方法。
方法一:调pH去除铜
资料1:金属离子沉淀的pH
Al(OH)3 | Cu(OH)2 | Ni(OH)2 | Co(OH)2 | Mn(OH)2 | |
开始沉淀pH | 3.53 | 4.91 | 6.88 | 7.40 | 8.14 |
沉淀完全pH | 4.89 | 6.67 | 8.87 | 9.39 | 10.14 |
6.67
6.67
去除溶液中铜离子。(2)设计实验,测得不同pH下铜的沉淀率如表。
pH | 5 | 8 | 10 | 12 |
铜的沉淀率 | 2.3 | 7.2 | 9.8 | 12 |
柠檬酸是一种强络合剂,铜离子与柠檬酸结合能力大于与氢氧根离子的结合能力,致使铜离子无法完全与氢氧根离子结合形成氢氧化物沉淀
柠檬酸是一种强络合剂,铜离子与柠檬酸结合能力大于与氢氧根离子的结合能力,致使铜离子无法完全与氢氧根离子结合形成氢氧化物沉淀
。结论:不可以通过调pH去除铜。方法二:还原法去除铜
资料2:抗坏血酸(C6H8O6)具有较强的还原性,氧化后为脱氢抗坏血酸(C6H6O6);受热易分解。
向柠檬酸浸出液中加入抗坏血酸能有效的将Cu2+还原成金属Cu。某实验小组研究了相同条件下,pH、反应时间和温度分别对Cu沉淀率的影响。
(3)依据图1和图2,判断沉淀铜选择最佳pH为
6
6
,理由是 pH=6时铜离子沉淀率较高,而其他金属离子损失率相对较少
pH=6时铜离子沉淀率较高,而其他金属离子损失率相对较少
。(4)从图3可以看出,随着温度的升高,相同时间内Cu的沉淀率先逐渐增加,在80℃时达到最高点,后略有下降。分析原因
温度升高,反应速率变快,当温度超过80℃时,抗坏血酸出现分解,导致还原性降低,还原铜的能力减弱
温度升高,反应速率变快,当温度超过80℃时,抗坏血酸出现分解,导致还原性降低,还原铜的能力减弱
。(5)由上述实验可知:抗坏血酸还原铜离子可能存在的路径
Cu2++C6H8O6=C6H6O6+2H++Cu
Cu2++C6H8O6=C6H6O6+2H++Cu
,Cu(OH)2+C6H8O6=C6H6O6+2H2O+Cu
Cu(OH)2+C6H8O6=C6H6O6+2H2O+Cu
。(用离子方程式表示)结论:可以通过还原法去除铜。

【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】6.67;柠檬酸是一种强络合剂,铜离子与柠檬酸结合能力大于与氢氧根离子的结合能力,致使铜离子无法完全与氢氧根离子结合形成氢氧化物沉淀;6;pH=6时铜离子沉淀率较高,而其他金属离子损失率相对较少;温度升高,反应速率变快,当温度超过80℃时,抗坏血酸出现分解,导致还原性降低,还原铜的能力减弱;Cu2++C6H8O6=C6H6O6+2H++Cu;Cu(OH)2+C6H8O6=C6H6O6+2H2O+Cu
【解答】
【点评】
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