【題目】2019年諾貝爾化學(xué)獎授予在開發(fā)鋰離子電池方面做出卓越貢獻(xiàn)的三位化學(xué)家。鋰離子電池的廣泛應(yīng)用要求處理電池廢料以節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境。采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片(由Al箔、LiFePO4活性材料、少量不溶于酸堿的導(dǎo)電劑組成)中的資源,部分流程如圖:
已知:Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3。部分物質(zhì)的溶解度(S)如表所示:
T/℃ | S(Li2CO3)/g | S(Li2SO4)/g | S(Li3PO4)/g | S(LiH2PO4)/g |
20 | 1.33 | 34.2 | 0.039 | 126 |
80 | 0.85 | 30.5 | —— | —— |
(1)將回收的廢舊鋰離子電池進(jìn)行預(yù)放電、拆分破碎、熱處理等預(yù)處理,篩分后獲得正極片。下列分析你認(rèn)為合理的是__________。
A.廢舊鋰離子電池在處理之前需要進(jìn)行徹底放電,否則在后續(xù)處理中,殘余的能量會集中釋放,可能會造成安全隱患。
B.預(yù)放電時電池中的鋰離子移向負(fù)極,不利于提高正極片中鋰元素的回收率。
C.熱處理過程可以除去廢舊鋰離子電池中的難溶有機(jī)物、碳粉等。
(2)寫出堿溶時主要發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:________。
(3)為提高酸浸的浸出率,除粉碎、攪拌、升溫外,還可采用的方法有______。(寫出一種即可)
(4)酸浸時產(chǎn)生標(biāo)況下3.36 L NO時,溶解LiFePO4________mol(其他雜質(zhì)不與HNO3反應(yīng))。
(5)若濾液②中c(Li+)=4 mol·L-1,加入等體積的Na2CO3后,沉淀中的Li元素占原Li元素總量的90%,計(jì)算濾液③中c(CO32-)=__________mol/L。
(6)流程中用“熱水洗滌”的原因是________。
(7)工業(yè)上將回收的Li2CO3、FePO4粉碎與足量炭黑混合高溫灼燒再生制備LiFePO4,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________。
【答案】AC 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 適當(dāng)增大硫酸的濃度 0.45 0.04 Li2CO3的隨溫度升高而減小,熱水洗滌可減小Li2CO3的溶解 2FePO4+Li2CO3+2C2LiFePO4+3CO↑
【解析】
廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片主要為Al箔、LiFePO4活性材料、少量不溶于酸堿的導(dǎo)電劑組成,加氫氧化鈉溶液浸泡,將鋁溶解,過濾后得到的濾液中含有偏鋁酸鈉,濾渣為LiFePO4,加硫酸、硝酸,除去不溶于酸堿的導(dǎo)電劑,調(diào)節(jié)pH生成FePO4沉淀,濾液中加入飽和碳酸鈉,生成碳酸鋰沉淀。
(1)A. 廢舊鋰離子電池中大都?xì)堄嗖糠蛛娏,在處理之前需要進(jìn)行徹底放電,否則在后續(xù)處理中,殘余的能量會集中釋放出大量的熱量,可能會造成安全隱患等不利影響,A合理;
B. 放電是原電池原理,陽離子向正極移動,電池中的鋰離子移向正極,B不合理;
C. 熱處理的過程重要是為了除去廢舊鋰離子電池中難溶的有機(jī)物、碳粉等,以及關(guān)于電極材料和集流體的分離,C合理;故答案為:AC;
(2)堿溶時,Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,其反應(yīng)的離子方程式為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;故答案為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(3)提高酸浸的浸出率,除粉碎、攪拌、升溫外,還可采用適當(dāng)增大硫酸的濃度;故答案為:適當(dāng)增大硫酸的濃度;
(4)酸浸時NHO3轉(zhuǎn)化為NO,標(biāo)況下3.36 L NO為0.15mol,產(chǎn)生1molNO,轉(zhuǎn)移3mol電子,則生成0.15molNO,轉(zhuǎn)移0.45mol電子,
LiFePO4與硝酸反應(yīng)生成FePO4,鐵元素的化合價由+2價變?yōu)?/span>+3價,溶解1mol LiFePO4,轉(zhuǎn)移1mol電子,則轉(zhuǎn)移0.45mol電子,溶解0.45mol LiFePO4,故答案為:0.45;
(5)混合后溶液中含有的c(Li+)= 4 mol·L-1×(1-90)×=0.2mol/L,已知Ksp(Li2CO3)==1.6×10-3,則濾液③中
c(CO32-)=;故答案為:0.04;
(6)根據(jù)表格可知,Li2CO3的隨溫度升高而減小,熱水洗滌可減小Li2CO3的溶解;故答案為:Li2CO3的隨溫度升高而減小,熱水洗滌可減小Li2CO3的溶解;
(7)Li2CO3、FePO4與足量炭黑高溫灼燒生成LiFePO4的化學(xué)方程式為:2FePO4+Li2CO3+2C2LiFePO4+3CO↑;故答案為:
2FePO4+Li2CO3+2C2LiFePO4+3CO↑。
年級 | 高中課程 | 年級 | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組,為研究光化學(xué)煙霧消長規(guī)律,在一煙霧實(shí)驗(yàn)箱中,測得煙霧的主要成分為RH(烴)、NO、NO2、O3、PAN(CH3COOONO2),各種物質(zhì)的相對濃度隨時間的消失,記錄于下圖,根據(jù)圖中數(shù)據(jù),下列推論最不合理的是
A.NO的消失的速率比RH快
B.NO轉(zhuǎn)化為NO2
C.RH和NO2轉(zhuǎn)化為PAN和O3
D.O3轉(zhuǎn)化為PAN
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)圖海水綜合利用的工業(yè)流程圖判斷,下列說法正確的是
A.過程①中將MgCl2·6H2O灼燒即可制得無水MgCl2
B.在工業(yè)上可用電解MgCl2溶液的方法生產(chǎn)金屬鎂
C.過程③反應(yīng)后溶液呈強(qiáng)酸性,故生產(chǎn)中需解決其對金屬設(shè)備的腐蝕問題
D.氯堿工業(yè)生產(chǎn)中適當(dāng)增加電流強(qiáng)度可增大電解反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】研究碳、氮、硫等元素化合物的性質(zhì)或轉(zhuǎn)化對建設(shè)生態(tài)文明、美麗中國具有重要意義。
(1)海水中無機(jī)碳的存在形式及分布如圖所示,用離子方程式表示海水呈弱堿性的主要原因______________________。已知春季海水pH=8.1,預(yù)測冬季海水堿性將會_______(填“增強(qiáng)”或“減弱”),理由是_________________。
(2)工業(yè)上以CO和H2為原料合成甲醇的反應(yīng):CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH<0,在容積為1L的恒容容器中,分別在T1、T2、T3三種溫度下合成甲醇。如圖是上述三種溫度下不同H2和CO的起始組成比(起始時CO的物質(zhì)的量均為1mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。下列說法正確的是________(填字母)。
A.a、b、c三點(diǎn)H2轉(zhuǎn)化率:c>a>b
B.上述三種溫度之間關(guān)系為T1>T2>T3
C.c點(diǎn)狀態(tài)下再通入1molCO和4molH2,新平衡中H2的體積分?jǐn)?shù)增大
D.a點(diǎn)狀態(tài)下再通入0.5molCO和0.5molCH3OH,平衡不移動
(3)NO加速臭氧層被破壞,其反應(yīng)過程如下圖所示:
①NO的作用是_________________。
②已知:O3(g)+O(g)===2O2(g) ΔH=-143kJ·mol-1
反應(yīng)1:O3(g)+NO(g)===NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.2kJ·mol-1 。
反應(yīng)2:熱化學(xué)方程式為____________________________。
(4)若將CO和NO按不同比例投入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-759.8kJ·mol -1,反應(yīng)達(dá)到平衡時,N的體積分?jǐn)?shù)隨n(CO)n(NO)的變化曲線如下圖。
①b點(diǎn)時,平衡體系中C、N原子個數(shù)之比接近________。
②a、b、c三點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率從小到大的順序?yàn)?/span>________;b、c、d三點(diǎn)的平衡常數(shù)從大到小的順序?yàn)?/span>__________。
③若n(CO)n(NO)=0.8,反應(yīng)達(dá)平衡時,N的體積分?jǐn)?shù)為20%,則NO的轉(zhuǎn)化率為_____。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,在下列給定條件的溶液中,一定能大量共存的離子組是( )
A.滴加甲基橙試劑顯紅色的溶液中:Na+、Fe2+、Cl-、NO3-
B.含有大量Al3+的水溶液中:Na+、NH4+、HCO3-、Br-
C.=0.1mol·L-1的溶液:Na+、K+、SO32-、NO3-
D.水電離產(chǎn)生的c(H+)為1×10-l2mol·L-1的溶液:AlO2-、Na+、Cl-、CO32-
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有下列六種物質(zhì)的溶液:①Na2CO3 ②Al2(SO4)3 ③CH3COOH ④NaHCO3 ⑤HCl ⑥Al(OH)3
(1)pH值相同的③和⑤,分別用蒸餾水稀釋至原來的倍和倍,稀釋后兩溶液的值仍然相同,則______(填“<”或“>”或“=”)
(2)室溫下,值為11的①溶液中,由水電離出來的c(OH—)=______
(3)寫出①溶液的電荷守恒:____________。
(4)寫出⑥的酸式電離方程式:________________
(5)用②和④的溶液可以制作泡沫滅火劑,其原理為:________________(用離子方程式解釋)
(6)已知反應(yīng)NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3,該反應(yīng)平衡常數(shù)K=_____。(已知常溫下NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=2×10-5,H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka1=4×10-7,Ka2=4×10-11)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某;瘜W(xué)學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對化學(xué)反應(yīng)速率和限度有關(guān)問題進(jìn)行探究:
I.甲小組用如圖所示裝置進(jìn)行鎂粉分別與鹽酸、醋酸(均為0.1mol/L40.00mL)的反應(yīng),請回答相關(guān)問題:
①每次實(shí)驗(yàn)至少需要用電子天平(能稱準(zhǔn)1mg)稱取鎂粉___g;
②裝置中有刻度的甲管可以用代替___(填儀器名稱),按圖連接好裝置后,檢查裝置氣密性的方法是___。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后讀取氣體體積時應(yīng)該注意的問題是___(至少回答兩點(diǎn))。
II.乙小組為比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果,設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)。請回答相關(guān)問題:
①定性分析:如圖甲可通過觀察___(填現(xiàn)象),定性比較得出結(jié)論。有同學(xué)提出將FeCl3溶液改為___(寫出試劑及物質(zhì)的量濃度)更為合理,其理由是___。
②定量分析:如圖乙所示,實(shí)驗(yàn)時均以生成40mL氣體為準(zhǔn),其它可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略。實(shí)驗(yàn)中還需要測量的數(shù)據(jù)是___。
III.丙小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究KI溶液和FeCl3溶液反應(yīng)存在一定的限度。已知該反應(yīng)為:2Fe3++2I-=2Fe2++I2。請完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①取5mL0.1molL-1KI溶液,再滴加56滴(約0.2mL)0.1molL-1FeCl3溶液
②充分反應(yīng)后,將溶液分成兩份
③取其中一份,滴加試劑CCl4,用力振蕩一段時間,CCl4層出現(xiàn)紫紅色,說明反應(yīng)生成碘。
④另取一份,滴加試劑___溶液(填試劑名稱),若現(xiàn)象___,則說明該反應(yīng)有一定的限度。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖中C%表示某反應(yīng)物在體系中的百分含量,v表示反應(yīng)速率,p表示壓強(qiáng),t表示反應(yīng)時間。圖(A)為溫度一定時,壓強(qiáng)與反應(yīng)速率的關(guān)系曲線;圖(B)為壓強(qiáng)一定時,在不同時間C%與溫度的關(guān)系曲線。同時符合以下兩個圖像的反應(yīng)是( )
A B
A.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
B.N2O3(g)NO2(g)+NO(g) ΔH>0
C.3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(l)+NO(g) ΔH<0
D.CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH>0
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】室溫下,用0.100mol·L-1的NaOH溶液分別滴定均為20.00mL0.100mol·L-1的HCl溶液和醋酸溶液,滴定曲線如圖所示。下列說法正確的是
A. I表示的是滴定醋酸的曲線
B. pH =7時,滴定醋酸消耗的V(NaOH)>20.00mL
C. V(NaOH)= 20.00mL時,兩份溶液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
D. V(NaOH)=10.00mL時,醋酸中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com