【題目】利用廢舊鋰離子電池的正極材料(主要成分為L(zhǎng)iCoO2、Al以及少量Ca、Mg、Cu、Fe等)制備Co3O4微球的工藝流程如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)LiCoO2 中Co元素的化合價(jià)為_______。
(2)步驟①中生成Co2+的離子方程式為_______。此過(guò)程中若用濃鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合溶液,除因揮發(fā)使其利用率降低外,還有的缺點(diǎn)是_______。
(3)步驟②中,不同pH下溶液中金屬離子的去除效果如下圖所示。該過(guò)程加入NaOH調(diào)節(jié)溶液pH的最佳范圍是_______,理由是_______。
(4)步驟④中,過(guò)濾、洗滌操作均需用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、_______。
(5)步驟⑤中,Co(OH)2在空氣中高溫焙燒生成Co3O4的化學(xué)方程式為_______。
(6)若以鈷為電極,控制一定條件,電解NaCl溶液也可制取Co3O4的前驅(qū)體Co(OH)2。寫出電解的總反應(yīng)方程式_______。
(7)實(shí)驗(yàn)室測(cè)得“浸出液”中鈷元素的含量為a mg/L,取20 mL“浸出液”模擬上述流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到“Co3O4微球”產(chǎn)品b g,又測(cè)得產(chǎn)品中鈷元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w%。計(jì)算鈷的回收率為_______(列式表示)。
【答案】 +3 2LiCoO2 +6H++H2O2=2Co2++ O2+2Li++4H2O 鹽酸(或Cl-)可被LiCoO2氧化產(chǎn)生Cl2污染環(huán)境 5.5~6.0 在pH為5.5~6.0的范圍內(nèi),F(xiàn)e3+、Al3+、Cu2+雜質(zhì)離子的去除率很高,而Co2+去除率很低,損失率較小 漏斗 6Co(OH)2+O22Co3O4+ 6H2O Co+2H2OCo(OH)2+H2 ×100%
【解析】(1)LiCoO2 中Co元素的化合價(jià)為+3;
(2)步驟①在正極材料中加入硫酸和過(guò)氧化氫溶液,將LiCoO2生成Co2+,離子方程式為:2LiCoO2 +6H++H2O2=2Co2++ O2+2Li++4H2O;此過(guò)程中若用濃鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合溶液,除因揮發(fā)使其利用率降低外,還有的缺點(diǎn)是鹽酸(或Cl-)可被LiCoO2氧化產(chǎn)生Cl2污染環(huán)境;
(3)步驟②中,加入NaOH調(diào)節(jié)溶液pH的最佳范圍是pH=5.5~6.0,在此范圍內(nèi),Fe3+、Al3+、Cu2+雜質(zhì)離子幾乎被沉淀完全,而Co2+損失率較小;
(4)步驟④中,過(guò)濾、洗滌操作均需用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、和漏斗;
(5)步驟⑤中,Co(OH)2在空氣中高溫焙燒生成Co3O4,Co由+2價(jià)被氧化到+3價(jià),故需氧氣的參與,化學(xué)方程式為:6Co(OH)2+O22Co3O4+ 6H2O;
(6)若以鈷為電極,電解NaCl溶液也可制取Co3O4的前驅(qū)體Co(OH)2,陽(yáng)極是Co,電極本身失電子,生成Co2+,陰極水中的氫離子放電生成氫氣,故電解的總反應(yīng)方程式為:Co+2H2OCo(OH)2+H2;
(7)實(shí)驗(yàn)室測(cè)得“浸出液”中鈷元素的含量為a mg/L,取20 mL“浸出液”模擬上述流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到“Co3O4微球”產(chǎn)品b g,產(chǎn)品中鈷元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w%,產(chǎn)品中Co的質(zhì)量為:b×w%,20 mL“浸出液中Co的質(zhì)量為:a×0.02×0.001g,故鈷的回收率為 ×100%= ×100%。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列溶液中c(Cl-)與50mL 1mol/L的氯化鋁溶液中的c(Cl-)相等的是( )
A. 150mL 1mol/L氯化鈉溶液 B. 75mL 2mol/L氯化銨溶液
C. 150mL 3mol/L氯化鉀溶液 D. 75mL 2mol/L氯化鋇溶液
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【題目】在某無(wú)色透明的溶液中,能共存的離子組是( )
A.Na+、Ca2+、SO42-、CO32-B.Cu2+、K+、SO42-、NO3-
C.Na+、 K+、Cl-、 NO3-D.Fe3+、K+、SO42-、Cl-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下邊圖示中,A為一種常見(jiàn)的單質(zhì),B、C、D 、E是含有A元素的常見(jiàn)化合物。它們的焰色反應(yīng)均為黃色。
(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式:
B___________ E___________
(2)以上反應(yīng)中屬于氧化還原反應(yīng)的有__________________(填寫編號(hào))
(3)寫出B→C反應(yīng)的離子方程式并用單線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目 _______________
E→D的化學(xué)方程式 ________________________________________________
(4)加熱5.00g D和E的固體混合物,使E完全分解,固體混合物的質(zhì)量減少了0. 31g,則原混合物中D的質(zhì)量為_________。
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【題目】下列解釋事實(shí)的方程式正確的是
A. 在空氣中切開金屬鈉,光亮表面變暗:2Na+O2 = Na2O2
B. 少量CO2通入氫氧化鈉溶液中:OH-+CO2=HCO3-
C. 將鐵粉與水蒸氣共熱,產(chǎn)生氣體:2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2
D. 向CuSO4溶液中加入少量Na:2 Na+Cu2++2H2O=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫下,下列各組離子能大量共存的是
A. pH=12的溶液中:K+、Na+、Br-、
B. 無(wú)色溶液中:H+、K+、、
C. c(Fe3+)=0.1mol·L-1的溶液中:K+、H+、SCN-、I-
D. 由水電離出的c(OH-)=1.0×10-13mol·L-1的溶液中:Na+、、、
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【題目】某微粒結(jié)構(gòu)示意圖:,有關(guān)該微粒的敘述正確的是
A. 中子數(shù)為10 B. 帶12個(gè)單位正電荷
C. 電子式為Mg2+ D. 最外層電子數(shù)為0
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】25℃時(shí),水的電離達(dá)到平衡: ,下列敘述正確的是
A. 將水加熱,Kw增大,pH不變
B. 向水中加入少量鹽酸,c(H+)增大,Kw不變
C. 向水中加入NaOH固體,平衡逆向移動(dòng),c(OH-)降低
D. 向水中加入AlCl3固體,平衡正向移動(dòng),c(OH-)增大
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】化合物M是有芳香氣味、不易溶于水的油狀液體,可采用油脂與D為主要原料,按下列路線合成:
(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是______________,D的官能團(tuán)名稱為__________。
(2)C+D→M的化學(xué)方程式_____________________ 。
(3)下列有關(guān)說(shuō)法正確的是______________
a.B、C在一定條件下都能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
b.B常溫下為液體,它的水溶液可用于浸制動(dòng)物標(biāo)本
c.C、D反應(yīng)中濃硫酸的作用是催化劑和脫水劑
d.油脂到A的反應(yīng)類型屬于取代反應(yīng)
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