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解答题-工业流程题 适中0.65 引用2 组卷336
为保护环境,充分利用钴资源,一种以废旧钴酸锂电池材料(正极材料主要含有LiCoO2、铝箔及金属钢壳)回收钴酸锂的工艺流程如下:

已知一定条件下,部分金属阳离子形成氢氧化物的pH如下表:
离子Co3+Fe3+Co2+Fe2+Al3+
开始沉淀的pH0.32.77.27.63.6
完全沉淀的pH1.13.29.29.65.2
请回答下列问题:
(1)废旧钴酸锂电池需经放电、拆解、粉碎预处理。放电方式为电化学放电,可以将废旧电池浸泡在_________(填标号)中进行放电。粉碎的目的是_________
A. Na2SO4溶液
B.98%的H2SO4溶液
C.酒精
(2)“酸浸”过程中,除加入H2SO4,还要加入H2O2
①H2O2的作用是_________(填标号)。
A.做氧化剂
B.做还原剂
C.既做氧化剂又做还原剂
②H2O2促进了LiCoO2在H2SO4中转化为CoSO4,该反应的离子方程式为_________
③相同条件下,“酸浸”时钴的浸出率随温度变化如右图所示,此时温度控制在80°C左右的原因为_________

(3)“调pH”时,溶液应控制的pH范围为_________,选用的最佳试剂是_________ (填标号)。
A. H2SO4 B. CoCO3 C.石灰乳          D. NaOH
(4)高温时,CoC2O4和Li2CO3生成LiCoO2的同时放出CO2。此反应的化学方程式为_________
2023·新疆阿勒泰·一模
知识点:氧化还原反应的几组概念影响化学反应速率的外因电解池概念及组成物质分离、提纯的常见化学方法 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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三氧化二镍(Ni2O3)经常用于制造镍氢电池,也可用于镍粉的制造,工业上利用含镍废料(主要成分为镍、铝、铁及其氧化物、碳等)回收其中的镍并制备Ni2O3的工艺流程如下所示:

已知:①NiCl2易溶于水,在该实验条件下H2O2、Fe3+不能氧化Ni2+
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+
开始沉淀时(c=0.010mol/L)的pH7.23.72.27.5
完全沉淀时(c=1.0×10-5mol/L)的pH8.74.73.29.0
③反萃取的反应原理为NiR2+2H+Ni2++2HR
(1)“预处理”操作目的是除去镍废料表面的矿物油污,可选用试剂为___________(填标号)。
A. 酒精          B.纯碱溶液            C.NaOH溶液
(2)酸浸时镍的浸出率与温度的关系如图所示,温度高于40℃时镍的浸出率开始下降,主要原因可能是___________(从两个角度分析)。

(3)“氧化”时主要反应的离子方程式是___________
(4)利用上述表格数据,可计算出Fe(OH)3的Ksp=___________(用科学记数法表示,已知lg2=0.3),若“氧化”后的溶液中Ni2+浓度为0.1 mol/L,则“调pH”应控制的pH范围是___________
(5)向有机相中加入溶液能进行反萃取的原因为___________(用化学平衡移动原理解释)。
(6)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如下关系:
温度低于30.8℃30.8℃-53.8℃53.8℃-280℃高于280℃
晶体形态NiSO4·7H2ONiSO4·6H2O多种结晶水合物NiSO4
从NiSO4溶液获得稳定的NiSO4·6H2O晶体的操作依次是___________
(7)有机相提取的Ni2+再生时可用于制备镍氢电池(碱性),该电池充电时的总反应为Ni(OH)2+M=NiOOH+MH,则放电时负极的电极反应式为___________
钴酸锂电池应用广泛,正极材料主要含有钴酸锂 (LiCoO2)、导电剂乙炔黑、铝箔及少量铁,可通过如下工艺流程回收铝、钴、锂。回答下列问题:

(1)“正极碱浸”所得滤液主要成分为NaOH和____________________(填化学式)。
(2)写出“酸浸”过程中钴酸锂发生反应的离子方程式__________________________。保持其他因素不变的情况下,“酸浸”时Co、Li元素的浸出率随温度的变化如图所示。当温度高于80℃时,Co元素的浸出率下降的原因是Co2+水解程度增大和_________________________

(3)“调节pH除杂”目的是使Fe3+沉淀完全(离子浓度小于1×10−5 mol·L−1),则应控制pH最小值为_________。[已知:Fe(OH)3Ksp为1×10−38 ]“萃取”和“反萃取”可简单表示为:Co2+ + 2H2A2Co(HA2)2+2H+,则反萃取过程加入的试剂X是___________________(填化学式)。
(4)沉锂过程要对滤渣进行洗涤,检验沉淀是否洗净的操作为___________________
(5)拆解废旧电池前需进行放电处理,既可保证安全又有利于回收锂。有利于回收锂的原因是__________________________________
(6)若100 mL0.5 mol·L−1CoSO4溶液经过沉钴,将所得CoC2O4·2H2O经过一系列处理后配成1L溶液,并取100 mL该溶液,控制pH约为9~10采用碘量法测定钴的含量,滴定反应为2Co2++I2=2Co3++2I,滴定消耗了0.0500 mol·L−1碘溶液48.50 mL,则沉钴过程中CoC2O4·2H2O的产率为_____________

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