【題目】從報廢后的鋰電池(主要成分為LiCoO2,此外含鐵、鋁、銅、錳、鎳等)中回收有關(guān)物質(zhì),回收工藝流程如下:

(1)操作②的名稱為_______________,操作①的目的是___________________________。

(2)寫出酸浸過程中LiCoO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________

(3)室溫下,各物質(zhì)的Ksp如下表所示:(已知:lg2=0.3、1g6=0.8)

物質(zhì)

Al(OH)3

Mn(OH)2

Co(OH)2

Ni(OH)2

Ksp

1×1035

2×1013

6×1015

4×1015

若水相中各金屬離子濃度均為0.1mol/L,且離子濃度小于1.0×105mol/L,即認為該離子已完全除去,操作②需調(diào)節(jié)溶液pH的取值范圍為_________。(保留1位小數(shù))

(4)某鋰離子電池正極材料含有LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,其中Ni、Co的化合價分別為+2、+3,則Mn的化合價為_______。該材料可通過回收的Ni(1xy)CoxMnyCO3LiOH·H2O燒結(jié)得到,反應(yīng)中不能隔絕空氣,其原因是_______________________________________________________

【答案】過濾 除銅 2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+4H2O+O2 4.0≤pH<7.3(寫4.0~7.3也可) +4 需要空氣中的O2把其中+2價的Co和+2價的Mn氧化為更高的價態(tài)

【解析】

由流程圖可知,廢鋰電池(主要成分為LiCoO2,此外含鐵、鋁、銅、錳、鎳等),拆解后酸浸,加入過氧化氫還原+3價鈷過濾除去不溶性雜質(zhì),濾液加Na2SO4除鐵(形成黃鈉鐵礬),加萃取劑萃取除銅,再通氨氣,調(diào)節(jié)溶液pH沉淀鋁離子過濾得到固體氫氧化鋁;此時濾液中含有Li+、Ni2+、Co2+、Mn2+,再加NH4HCO3LiOHH2O,并回收Co。

1)根據(jù)上述工藝流程圖得出,操作②的名稱為過濾,操作①為萃取,其目的是除銅,

因此,本題正確答案是過濾除銅;

2LiCoO2H2O2在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鋰、硫酸鈷、水和氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2LiCoO2H2O23H2SO4=Li2SO42CoSO44H2OO2

因此,本題正確答案是2LiCoO2H2O23H2SO4=Li2SO42CoSO44H2OO2;

3)由上述工藝流程圖可知,操作②需調(diào)節(jié)溶液pH的目的是使Al(OH)3沉淀完全,而Ni2+、Co2+、Mn2+不沉淀,

若使Al(OH)3沉淀完全,根據(jù)Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)c3(OH-),c(OH-)==10-10mol/L,所以pH=-lg10-4=4.0,

若使Ni2+、Co2+、Mn2+不沉淀,由于Ni(OH)2溶度積最小,若Ni(OH)2不沉淀,則Co2+、Mn2+也不沉淀,根據(jù)Ksp[Ni(OH)2]=c(Ni2+)c2(OH-),c(OH-)==2×10-7mol/L,

c(H+)==5×10-8,pH=-lg5×10-8=8-lg5=7.3,

調(diào)節(jié)溶液pH的取值范圍為4.0≤pH7.3,

因此,本題正確答案是4.0≤pH7.3;

4)根據(jù)化合價代數(shù)和為0,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2Ni、Co的化合價分別為+2、+3,設(shè)Mn的化合價為x。則1+(+2)+(+3)+x+(-2)×2=0,計算得x=+4,

Ni(1xy)CoxMnyCO3可知CoMn的化合價較低,需要O2將其氧化到較高價態(tài),故通過回收的Ni(1xy)CoxMnyCO3LiOH·H2O燒結(jié)得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,反應(yīng)中不能隔絕空氣,

因此,本題正確答案是:+4;需要空氣中的O2把其中+2價的Co和+2價的Mn氧化為更高的價態(tài)。

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A. 從開始到平衡A的平均反應(yīng)速率為0.3mol/(Ls)

B. 從開始到平衡B的轉(zhuǎn)化率為60%

C. 此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式:

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【題目】恒溫恒容下,向2L密閉容器中加入MgSO4CO(g),發(fā)生反應(yīng):

MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g),反應(yīng)過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表:

反應(yīng)時間/min

n(MgSO4)/mol

n(CO)/mol

n(CO2)/mol

0

2.00

2.00

0

2

0.80

4

1.20

下列說法正確的是

A. 反應(yīng)在0~2min內(nèi)的平均速率為v(SO2)=0.6mol·L-1·min-1

B. 反應(yīng)在2~4min內(nèi)容器內(nèi)氣體的密度沒有變化

C. 若升高溫度,反應(yīng)的平衡常數(shù)變?yōu)?/span>1.00,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

D. 保持其他條件不變,起始時向容器中充入1.00molMgSO41.00molCO,到達平衡時n(CO2)>0.60mol

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【題目】1molI2(g)2molH2(g)置于某2L密閉容器中,在一定溫度下發(fā)生反應(yīng):I2(g)+H2(g)2HI(g) H<0,并達平衡,HI的體積分數(shù)ω(HI)隨時間變化如圖曲線

(1)達平衡時,I2(g)的物質(zhì)的量濃度為____________,H2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為___________,在此溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________(保留一位小數(shù))。

(2)若改變反應(yīng)條件下,在甲條件下ω(HI)的變化如圖曲線(I)所示,在乙條件下ω(HI)的變化如圖曲線(III)所示。則甲條件可能是_________(填入下列條件的序號,下同),乙條件可能是__________

恒容條件下,升高溫度

恒容條件下,降低溫度

恒溫條件下,縮小反應(yīng)容器體積

恒溫條件下,擴大反應(yīng)容器體積

恒溫恒容條件下,加入適當催化劑

(3)若保持溫度不變,在另一相同的2L密閉容器中加入a mol I2(g)、b mol H2c mol HI(a、b、c均大于0),發(fā)生反應(yīng)達平衡時,HI的體積分數(shù)仍為0.60,則a、b、c的應(yīng)滿足的關(guān)系是___________(用含一個a、b、c的代數(shù)式表示)

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【題目】下列各組物質(zhì),前者屬于電解質(zhì),后者屬于非電解質(zhì)的是( )

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(4)鉻是一種硬而脆抗腐蝕性強的金屬,常用于電鍍和制造特種鋼。下圖1為鉻的晶胞結(jié)構(gòu)圖,則鉻晶胞屬于___________堆積;該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為___________。

(5)鈷晶體的一種晶胞(如圖2所示)的邊長為anm,密度為ρg·cm3,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則鈷原子半徑為___________mm,鈷的相對原子質(zhì)量可表示為___________。

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