【題目】新能源汽車的核心部件是鋰離子電池,常用磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)做電極材料。對LiFePO4廢舊電極(含雜質(zhì)Al、石墨粉)回收并獲得高純Li2CO3的工業(yè)流程如圖:

資料:碳酸鋰在水中溶解度隨溫度變化如下:

溫度/℃

0

20

40

60

80

100

溶解度/g

1.54

1.33

1.17

1.01

0.85

0.72

(1)過程i研磨粉碎的目的是__________________

(2)過程ii加入足量NaOH溶液的作用(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示)_________________。

(3)如過程iii采用NaClO3作為氧化劑,則過程中會反應(yīng)會發(fā)生副反應(yīng)生成黃綠色氣體,

該副反應(yīng)對應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________________

從環(huán)保角度分析,選擇___________(填字母)作為該過程的氧化劑會更好。

a.H2O2 b.濃硫酸 c.HNO3

過程iii得到的浸出液循環(huán)兩次的目的是________________________________________________。

(4)浸出液中存在大量H2PO4HPO42-,已知:,結(jié)合平衡移動原理,解釋過程iv得到磷酸鐵晶體的原因______________________________________

(5)簡述過程vi的操作______________________________________________________________。

【答案】增大接觸面積,加快反應(yīng)速率 2Al + 2NaOH + 2H2O=2NaAlO2+3H2 ClO3- +5Cl- + 6H+ = 3Cl2+ 3H2O A 提高氧化劑和酸的利用率(或提高浸出液中Li+濃度,節(jié)約后續(xù)純堿的用量) CO32結(jié)合H+,c(H+)減小,上述兩個電離平衡均向右移動,c(PO43)增大,與Fe3+結(jié)合形成磷酸鐵晶體 用熱水洗滌、干燥

【解析】

1)根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素分析過程i研磨粉碎的目的;

2)根據(jù)鋁可以溶于氫氧化鈉溶液分析;

3)①過程iiiNaClO3會與鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯氣、氯化鈉、水;從環(huán)保角度分析選擇對環(huán)境無污染的物質(zhì)做氧化劑更好;

②浸出液循環(huán)利用可以提高氧化劑和酸的利用率,提高浸出液中Li+濃度,節(jié)約后續(xù)純堿的用量;

4)過程iv加入碳酸鈉溶液可以提高c(PO43),從而實現(xiàn)沉鐵;

5)根據(jù)溫度越高碳酸鋰溶解度越小分析。

1 過程i研磨粉碎的目的是增大接觸面積,加快反應(yīng)速率;

故答案為:增大接觸面積,加快反應(yīng)速率;

2 鋁可以溶于氫氧化鈉溶液生成偏鋁酸鈉,所以過程ii加入足量NaOH溶液的作用是溶解鋁,使其分離出去,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Al + 2NaOH + 2H2O=2NaAlO2+3H2;

故答案為:2Al + 2NaOH + 2H2O=2NaAlO2+3H2;

3 ①過程iiiNaClO3會與鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯氣、氯化鈉、水,反應(yīng)的離子方程式為:

ClO3- +5Cl- + 6H+ = 3Cl2↑+ 3H2O;過程iii若用H2O2做氧化劑,產(chǎn)物是H2O,無污染,濃硫酸、濃HNO3作為氧化劑,產(chǎn)物分別為二氧化硫、氮氧化物,污染環(huán)境,所以從環(huán)保角度分析選擇H2O2作為該過程的氧化劑會更好;

故答案為:ClO3- +5Cl- + 6H+ = 3Cl2↑+ 3H2O;H2O2 ;

②過程iii得到的浸出液循環(huán)兩次的目的是提高氧化劑和酸的利用率,提高浸出液中Li+濃度,節(jié)約后續(xù)純堿的用量;

故答案為:提高氧化劑和酸的利用率,提高浸出液中Li+濃度,節(jié)約后續(xù)純堿的用量;

4 過程iv加入碳酸鈉溶液可以提高c(PO43)CO32結(jié)合H+,c(H+)減小,上述兩個電離平衡均向右移動,c(PO43)增大,與Fe3+結(jié)合形成磷酸鐵晶體;

故答案為:CO32結(jié)合H+,c(H+)減小,上述兩個電離平衡均向右移動,c(PO43)增大,與Fe3+結(jié)合形成磷酸鐵晶體;

5 溫度越高碳酸鋰溶解度越小,因此過程vi的操作是用熱水洗滌、干燥;

故答案為:用熱水洗滌、干燥。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】本題為選做題,包括A、B兩題。選學(xué)《化學(xué)與生活》模塊的考生答A題,選學(xué)《有機化學(xué)基礎(chǔ)》模塊的考生答B(yǎng)題,每位考生只可選做l題。若兩題都作答,則以A題計分。

A《化學(xué)與生活》

(1)防治環(huán)境污染、改善生態(tài)環(huán)境已成為全人類的共識。

①下列各項中,完成空氣質(zhì)量報告時不需要監(jiān)測的是______(填字母)。

a.二氧化碳的濃度 b.二氧化硫的濃度 c.可吸入顆粒物的濃度

②下列做法中不利于改善環(huán)境質(zhì)量的是______(填字母)。

a.將廢舊電池進行深埋處理

b.充分利用風(fēng)能等新能源

c.給汽車加裝尾氣催化凈化裝置

③工業(yè)廢水需處理達標(biāo)后才能排放。軋鋼廠排出的廢水主要是含鹽酸的酸性廢水,處理此廢水可采用的方法是______(填字母)。

a.氧化還原法 b.中和法 c.沉淀法

④煤炭直接燃燒引起多種環(huán)境問題。燃煤產(chǎn)生的SO2增加了______形成的可能;處理含CO、SO2煙道氣污染的一種方法是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________。

(2)合理應(yīng)用化學(xué)知識可以更好地認識生活、改善生活。

①等質(zhì)量的糖類、油脂、蛋白質(zhì)中,提供能量最多的是______。蛋白質(zhì)水解可以得到______

②人體牙齦出血、患壞血病的原因主要是因為缺乏______(填“維生素A”、“維生素C”或“維生素D”)。

(3)性能各異的各種材料的廣泛應(yīng)用大大提高了人們的生活水平。試回答問題:

①石墨烯(見圖)可用作太陽能電池的電極,這里主要利用了石墨烯的______性。

②高爐煉鐵和生產(chǎn)硅酸鹽水泥都要用到的原料是______(填字母)。

a. 黏土      b. 石灰石      c. 焦炭

③“神七”國產(chǎn)“飛天”艙外服由六層組成。從內(nèi)到外依次為由特殊防靜電處理過的棉布組成的舒適層、合成橡膠質(zhì)地的備份氣密層、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)組成的主氣密層、滌綸面料的限制層、隔熱層和最外防護層。其中由天然有機高分子材料組成的層是______(填字母)。

a. 舒適層 b. 備份氣密層 c. 主氣密層

④材料與化學(xué)密切相關(guān),表中對應(yīng)關(guān)系正確的是______(填字母)。

選項

材料

主要化學(xué)成分

a

剛玉、金剛石

三氧化二鋁

b

大理石、石灰石

碳酸鈣

c

光導(dǎo)纖維、普通玻璃

硅酸鹽

⑤銅器表面有時會生成銅綠[Cu2(OH)2CO3],這層銅綠可用鹽酸除去,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________。

B《有機化學(xué)基礎(chǔ)》

(1)認識有機化合物的結(jié)構(gòu)與類別有助于理解其性質(zhì)。

①下列有機化合物與苯甲酸(C6H5COOH)互為同系物的是______(填字母,下同)。

a. C6H5CH2COOH b. C6H5CH2CHO c. C6H5OH

②下列有機化合物易溶于水的是______。

a. 苯   b. 乙烷   c. 乙醇

③下列試劑可用于鑒別乙酸和乙醛的是______

a. 水 b. 銀氨溶液 c. 稀硫酸

(2)扁桃酸(C6H5CHOHCOOH)是一種重要的化工原料。

①扁桃酸分子中有______種不同化學(xué)環(huán)境的氫。

②扁桃酸中含氧官能團的名稱為____________。

③1 mol扁桃酸最多能與______mol金屬鈉反應(yīng)

(3)化合物C是一種醫(yī)藥中間體,可通過下列方法合成:

①A中含氧官能團的名稱為____________。

②B的結(jié)構(gòu)簡式為______

③B→C的反應(yīng)類型為______。

④C的同分異構(gòu)體D能發(fā)生銀鏡反應(yīng),能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),且1molD最多能與2molNaOH反應(yīng)。D分子中有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫,請寫出D的一種結(jié)構(gòu)簡式:______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列離子方程式中,正確的是(

A.石灰石與鹽酸反應(yīng):CaCO32HCa2CO2H2O

B.鈉與水的反應(yīng):

C.氫氧化銅溶于鹽酸:Cu22OH2HCu22H2O

D.氯氣與水的反應(yīng): Cl2H2O 2HClClO

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】據(jù)下列信息完成所需回答的問題:

其中氧化物A是白色固體;氧化物B是黑色固體;單質(zhì)D為有毒的黃綠色氣體,單質(zhì)C不溶于冷的濃硝酸。

(1)D是_______;G是_______(填化學(xué)式)

(2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式:M+NaOH溶液生成G_____________________、G+NaOH溶液生成N______________________________________________________。

(3)單質(zhì)C不溶于冷的濃硝酸的原因是____________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】用如圖所示裝置可以進行電鍍,下列說法不正確的是

A. 電鍍時待鍍的金屬制品作陰極,鍍層金屬作陽極

B. 用含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液

C. 將待鍍鐵件改為粗銅板,即可進行銅的精煉

D. 電鍍廢水排放前必須經(jīng)過處理

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】測定溶液先升溫再降溫過程中的,數(shù)據(jù)如下表。實驗過程中,取①、④時刻的溶液,加入鹽酸酸化的溶液做對比實驗,④產(chǎn)生白色沉淀多。下列說法不正確的是

時刻

溫度

25

30

40

25

9.66

9.52

9.37

9.25

A. 溶液中存在水解平衡:

B. ④產(chǎn)生的白色沉淀是

C. ①→③的過程中,在降低

D. ①→③的過程中,溫度與相比,前者對水解平衡的影響更大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】可逆反應(yīng) 在平衡移動時的顏色變化可以用來指示放熱過程和吸熱過程。下面是某同學(xué)的部分實驗報告。

1.向甲燒杯中加入晶體,此燒杯中球的紅棕色變淺。

2.向乙燒杯中投入一定量的固體,此燒杯中球的紅棕色變深。

(1)甲燒杯中球的紅棕色變淺,說明平衡______________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動,所以晶體溶于水是__________________(填“放熱”或“吸熱”)過程。

(2)根據(jù)乙燒杯中的現(xiàn)象,補全反應(yīng)過程的能量變化示意圖_____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下圖是閃鋅礦(主要成分是,含有少量)制備的一種工藝流程:

資料:相關(guān)金屬離子濃度為時形成氫氧化物沉淀的范圍如下:

金屬離子

開始沉淀的

1.5

6.3

6.2

沉淀完全的

2.8

8.3

8.2

(1)閃鋅礦在溶浸之前會將其粉碎,目的是______________。

(2)溶浸過程使用過量的溶液和浸取礦粉,發(fā)生的主要反應(yīng)是:

。下列判斷正確的是____________(填字母序號)。

a.浸出液中含有等陽離子

b.加入硫酸,可以抑制水解

c.若改用溶液進行浸取,將發(fā)生反應(yīng):

3)工業(yè)除鐵過程需要控制沉淀速率,因此分為還原和氧化兩步先后進行,如下圖。還原過程將部分轉(zhuǎn)化為,得到小于1.5的溶液。氧化過程向溶液中先加入氧化物a,再通入。

①a可以是______________,加入a的作用是_______________。

②除鐵過程中可以控制溶液中的操作是_______________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】X、Y、Z、R、W是原子序數(shù)依次遞增的五種短周期主族元素,它們所在周期數(shù)之和為11,其中Y元素最高與最低化合價的代數(shù)和為2,YZ的單質(zhì)生成的化合物是一種傳遞神經(jīng)信息的“信使分子”,R的原子半徑是五種元素中最大的,YW是同族元素。下列說法錯誤的是(

A. 簡單離子的還原性:Y>Z

B. R的單質(zhì)可能是金屬或非金屬

C. X、ZW構(gòu)成的酸一定是三元酸

D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1molYZ0.5mol混合后所得氣體的體積一定小于22.4L

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同步練習(xí)冊答案