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解答题-工业流程题 较难0.4 引用2 组卷675
废锂离子电池回收是对“城市矿产”的资源化利用，可促进新能源产业链闭环。废磷酸铁锂粉主要成分为LiFePO4，还含有的杂质为Al、Cu、Mg.回收LiCl的工艺流程如下：

已知：①LiFePO4难溶于水；
②Ksp(FePO4)=1.0×10-22，Ksp(Li3PO4)=2.5×10-3，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
回答下列问题：
(1)LiFePO4中Fe的化合价为_______，Fe在周期表中的位置为_______。
(2)“溶浸”可得到含氯化锂的浸出液，材料中的铝、铜、镁等金属杂质也会溶入浸出液，生成CuCl2的离子反应方程式：_______；生成FePO4·2H2O的离子反应方程式：_______。
(3)该法实现了定向除杂，溶浸后不可直接将浸出液的pH调至11.5，其原因之一是：FePO4(s)+3Li+(aq)＋3OH—(aq)=Fe(OH)3(s)+Li3PO4(s)，该反应的平衡常数表达式为K=_______，若溶液中的c(Li+)=1mol/L，不考虑其他离子参与反应，为使Li+不转化为Li3PO4沉淀，则pH需小于_______。
(4)溶液A为_______，若最终获得LiCl溶液的体积为aL，其中Li+的密度为pg·L-1，废磷酸铁锂粉中Li元素的质量为mg，三次加入的LiOH溶液中溶质LiOH的总质量为m1g，其利用率为α，求废磷酸铁锂粉中Li元素的回收率x(Li)=_______×100%。(列出计算式即可，不用化简)
21-22高三下·湖北·阶段练习
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知识点：离子方程式的书写溶度积常数相关计算元素周期表结构常见无机物的制备 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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规范、科学处置废旧锂离子电池具有重要的环保意义和经济价值。废磷酸铁锂粉主要成分为LiFePO4，还含有杂质铝、铜、镁。回收LiCl的工艺流程如下：

(1)LiFePO4中Fe的化合价为_______，Fe在周期表中的位置为_______。
(2)溶液A为_______。
(3)“溶浸”可得到含氯化锂的浸出液，材料中的杂质铝、铜、镁等金属杂质也会溶入浸出液，生成氯化铜的离子方程式为_______。生成FePO4·2H2O的离子方程式为_______。
(4)工业通过处理废旧钴酸锂电池正极材料(主要成分为LiCoO2，含少量金属Cu等)回收Co和Li。
①将预处理后的正极材料粉碎，加入3mol·L-1硫酸和30%H2O2的混合溶液。写出酸浸时生成Li2SO4和CoSO4的化学方程式：_______。其他条件相同，浸泡1h，不同温度下钴或铜的浸出率如下图所示。从75℃～85℃，铜浸出率增大的幅度明显高于65℃～75℃增大的幅度，原因是_______。

②沉钴，回收Co(OH)2，测定Co(OH)2的含量。Co(OH)2在空气中易被氧化为CoOOH。在稀硫酸中加入0.1000gCo(OH)2样品，待样品完全溶解后加入1.000gKI固体。充分反应后，调节溶液pH=3～4。以淀粉作指示剂，用0.01000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液25.00mL。已知：Co3++I-→Co2++I2(未配平)；I2+S2O→I-+S4O (未配平)。计算样品中Co(OH)2的质量分数_______(写出计算过程)。
以钛铁矿(主要成分为FeO·TiO2，还含有MgO、CaO、SiO2等杂质)为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“溶浸”后溶液中的滤渣主要为_______(填化学式)。“滤液”中TiOCl+经加热水解后转化为富钛渣(钛元素主要以TiO2·2H2O形式存在)。写出上述转变的化学方程式：_______。
(2)“溶钛”过程反应温度不能太高，其原因是_______。
(3)“沉铁”步骤反应的化学方程式为_______，“沉铁”后的滤液经处理后可返回_______工序循环利用。
(4)“煅烧”制备LiFePO4过程中，Li2CO3和H2C2O4的理论投入量的物质的量之比为_______。
(5)从废旧LiFePO4电极中可回收锂元素。用硝酸充分溶浸废旧LiFePO4电极，测得浸取液中c(Li+)=4mol·L-1，加入等体积的碳酸钠溶液将Li+转化为Li2CO3沉淀，若沉淀中的锂元素占浸取液中锂元素总量的90%，则反应后的溶液中的浓度为_______mol·L-1[已知Ksp(Li2CO3)=2.8×10-3，假设反应后溶液体积为反应前两溶液之和。
以钛铁矿(主要成分为FeO·TiO2，还含有MgO、CaO、SiO2等杂质)为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)的工艺流程如下：

回答下列问题：
(1)“溶浸”后溶液中的金属阳离子主要包括Mg2+、TiOCl+___________。“滤液”经加热水解后转化为富钛渣(钛元素主要以TiO2·2H2O形式存在)，写出上述转变的离子方程式：___________。
(2)“溶钛”过程反应温度不能太高，其原因是___________。
(3)“沉铁”步骤反应的化学方程式为___________，“沉铁”后的滤液经处理后可返回___________工序循环利用。
(4)“煅烧”制备LiFePO4过程中，Li2CO3和H2C2O4的理论投入量的物质的量之比为___________。
(5)以Li4Ti5O12和LiFePO4作电极组成电池，充电时发生反应：Li4Ti5O12+LiFePO4=Li4+xTi5O12+Li1-xFePO4(0＜x＜1)，阳极的电极反应式为___________。
(6)从废旧LiFePO4电极中可回收锂元素。用硝酸充分溶浸废旧LiFePO4电极，测得浸取液中c(Li+)=4mol·L-1，加入等体积的碳酸钠溶液将Li+转化为Li2CO3沉淀 ，若沉淀中的锂元素占浸取液中锂元素总量的90%，则反应后的溶液中CO的浓度为___________mol·L-1[已知Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3，假设反应后溶液体积为反应前两溶液之和]。

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