解答题-工业流程题 适中0.65 引用2 组卷607
废弃的锂离子电池中含有多种金属元素,需回收处理。柠檬酸因具有酸性和较好的络合性,可用于浸出金属离子并得到柠檬酸浸出液。下图是某小组研究从柠檬酸浸出液中分离出铜并制备碱式碳酸铜[xCuCO3∙yCu(OH)2∙zH2O]的制备流程。
(1)在“调pH分离铜”的步骤中,理论上铜离子完全沉淀时pH为6.67,本实验中测得pH=8时铜的沉淀率仅为7.2%,远小于理论分析结果,可能的原因为_______ 。
(2)在“还原法沉铜”的步骤中,利用抗坏血酸(C6H8O6)能有效的将Cu(II)还原成金属Cu。抗坏血酸(C6H8O6)易被氧化为脱氢抗坏血酸(C6H6O6);且受热易分解。
①抗坏血酸还原Cu(OH)2的离子方程式为:_______ 。
②某实验小组研究了相同条件下温度对Cu沉淀率的影响。从如图可以看出,随着温度的升高,相同时间内Cu的沉淀率先逐渐增加,在80℃时达到最高点,后略有下降,下降可能的原因是_______ 。
(3)将所得铜粉制备为CuSO4溶液后再制备碱式碳酸铜。已知碱式碳酸铜的产率随起始n(Na2CO3)与n(CuSO4)的比值和溶液pH的关系如图所示。
①补充完整由0.5mol/L CuSO4溶液制取碱式碳酸铜的实验方案:向烧杯中加入30mL0.5mol/LNa2CO3溶液,将烧杯置于70℃的水浴中,_______ ,低温烘干,得到碱式碳酸铜。(实验中可选用的试剂或仪器:0.1mol/LBaCl2溶液、0.1mol/LNaOH溶液、0.1mol/L盐酸、pH计)
②实验时发现,若反应时溶液pH过大,所得碱式碳酸铜的产率偏低,但产品中Cu元素含量偏大,原因是_______ 。
③称取9.55g碱式碳酸铜[xCuCO3∙yCu(OH)2∙zH2O]产品,通入氢气充分加热反应后,得到4.8g固体残留物,同时生成2.2g二氧化碳和2.7g水。则该产品的化学式为_______ 。
(1)在“调pH分离铜”的步骤中,理论上铜离子完全沉淀时pH为6.67,本实验中测得pH=8时铜的沉淀率仅为7.2%,远小于理论分析结果,可能的原因为
(2)在“还原法沉铜”的步骤中,利用抗坏血酸(C6H8O6)能有效的将Cu(II)还原成金属Cu。抗坏血酸(C6H8O6)易被氧化为脱氢抗坏血酸(C6H6O6);且受热易分解。
①抗坏血酸还原Cu(OH)2的离子方程式为:
②某实验小组研究了相同条件下温度对Cu沉淀率的影响。从如图可以看出,随着温度的升高,相同时间内Cu的沉淀率先逐渐增加,在80℃时达到最高点,后略有下降,下降可能的原因是
(3)将所得铜粉制备为CuSO4溶液后再制备碱式碳酸铜。已知碱式碳酸铜的产率随起始n(Na2CO3)与n(CuSO4)的比值和溶液pH的关系如图所示。
①补充完整由0.5mol/L CuSO4溶液制取碱式碳酸铜的实验方案:向烧杯中加入30mL0.5mol/LNa2CO3溶液,将烧杯置于70℃的水浴中,
②实验时发现,若反应时溶液pH过大,所得碱式碳酸铜的产率偏低,但产品中Cu元素含量偏大,原因是
③称取9.55g碱式碳酸铜[xCuCO3∙yCu(OH)2∙zH2O]产品,通入氢气充分加热反应后,得到4.8g固体残留物,同时生成2.2g二氧化碳和2.7g水。则该产品的化学式为
22-23高三下·江苏南通·阶段练习
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废弃的锂离子电池中含有大量Co、Ni、Mn、Cu、Al等金属元素,需回收处理。柠檬酸因具有酸性和较好的络合性,可用于浸出金属离子并得到柠檬酸浸出液,下列是某小组研究从柠檬酸浸出液中去除铜的方法。
方法一:调pH去除铜
资料1:金属离子沉淀的pH
(1)由数据分析,甲同学提出可以控制溶液pH至____ 去除溶液中铜离子。
(2)设计实验,测得不同pH下铜的沉淀率如表。
由数据分析pH=12时铜的沉淀率为12%,远小于理论分析结果,分析可能原因____ 。
结论:不可以通过调pH去除铜。
方法二:还原法去除铜
资料2:抗坏血酸(C6H8O6)具有较强的还原性,氧化后为脱氢抗坏血酸(C6H6O6);受热易分解。
向柠檬酸浸出液中加入抗坏血酸能有效的将Cu2+还原成金属Cu。某实验小组研究了相同条件下,pH、反应时间和温度分别对Cu沉淀率的影响。
(3)依据图1和图2,判断沉淀铜选择最佳pH为____ ,理由是____ 。
(4)从图3可以看出,随着温度的升高,相同时间内Cu的沉淀率先逐渐增加,在80℃时达到最高点,后略有下降。分析原因____ 。
(5)由上述实验可知:抗坏血酸还原铜离子可能存在的路径____ ,____ 。(用离子方程式表示)
结论:可以通过还原法去除铜。
方法一:调pH去除铜
资料1:金属离子沉淀的pH
Al(OH)3 | Cu(OH)2 | Ni(OH)2 | Co(OH)2 | Mn(OH)2 | |
开始沉淀pH | 3.53 | 4.91 | 6.88 | 7.40 | 8.14 |
完全沉淀pH | 4.89 | 6.67 | 8.87 | 9.39 | 10.14 |
(2)设计实验,测得不同pH下铜的沉淀率如表。
pH | 5 | 8 | 10 | 12 |
铜的沉淀率 | 2.3 | 7.2 | 9.8 | 12 |
结论:不可以通过调pH去除铜。
方法二:还原法去除铜
资料2:抗坏血酸(C6H8O6)具有较强的还原性,氧化后为脱氢抗坏血酸(C6H6O6);受热易分解。
向柠檬酸浸出液中加入抗坏血酸能有效的将Cu2+还原成金属Cu。某实验小组研究了相同条件下,pH、反应时间和温度分别对Cu沉淀率的影响。
(3)依据图1和图2,判断沉淀铜选择最佳pH为
(4)从图3可以看出,随着温度的升高,相同时间内Cu的沉淀率先逐渐增加,在80℃时达到最高点,后略有下降。分析原因
(5)由上述实验可知:抗坏血酸还原铜离子可能存在的路径
结论:可以通过还原法去除铜。
柠檬酸因具有酸性和较好的络合性,可用于浸出金属离子并得到柠檬酸浸出液。下图是从柠檬酸浸出液中分离出铜并制备碱式碳酸铜:的流程
实验:(1)调pH值分离铜时,理论上铜离子完全沉淀时pH为6.67,本实验中测得pH=8时铜的沉淀率仅为7.2%,远小干理论分析结果
(2)“还原法沉铜”的步骤中,利用抗坏血酸C6H8O6能有效的将Cu(OH)2还原成金属Cu,抗坏血酸C6H8O6易被氧化为脱氢抗坏血酸C6H6O6;且受热易分解。
(3)相同条件下温度对Cu沉淀率的影响是:随着温度的升高,相同时间内Cu的沉淀率先逐渐增加,在80℃时达到最高点,后略有下降。
(4)实验称取9.55g碱式碳酸铜产品,通入氢气充分加热反应后,得到4.8g固体残留物,同时生成2.2g二氧化碳和2.7g水。
则下列说法不正确的是
实验:(1)调pH值分离铜时,理论上铜离子完全沉淀时pH为6.67,本实验中测得pH=8时铜的沉淀率仅为7.2%,远小干理论分析结果
(2)“还原法沉铜”的步骤中,利用抗坏血酸C6H8O6能有效的将Cu(OH)2还原成金属Cu,抗坏血酸C6H8O6易被氧化为脱氢抗坏血酸C6H6O6;且受热易分解。
(3)相同条件下温度对Cu沉淀率的影响是:随着温度的升高,相同时间内Cu的沉淀率先逐渐增加,在80℃时达到最高点,后略有下降。
(4)实验称取9.55g碱式碳酸铜产品,通入氢气充分加热反应后,得到4.8g固体残留物,同时生成2.2g二氧化碳和2.7g水。
则下列说法不正确的是
A.经过计算碱式碳酸铜的化学式组成为 |
B.调pH分离铜时,因Cu2+与柠檬酸根形成配合物,则与OH-形成Cu(OH)2减少 |
C.抗坏血酸还原Cu(OH)2的化学反应方程式为: |
D.温度超过80℃时,因抗坏血酸受热易分解,使浓度降低,还原铜的能力减弱 |
废弃的锂离子电池中含有大量Co、Ni、Mn、Cu、Al等金属元素,需回收处理。柠檬酸因具有酸性和较好的络合性,可用于浸出金属离子并得到柠檬酸浸出液,下列是某小组研究从柠檬酸浸出液中去除铜的方法。
方法一:调pH去除铜
资料1:金属离子沉淀的pH
(1)由数据分析,甲同学提出可以控制溶液pH至_______ 去除溶液中铜离子。
方法二:还原法去除铜
资料2:抗坏血酸(C6H8O6)具有较强的还原性,氧化后为脱氢抗坏血酸(C6H6O6);受热易分解。
向柠檬酸浸出液中加入抗坏血酸能有效的将Cu2+还原成金属Cu。某实验小组研究了相同条件下,pH、反应时间和温度分别对Cu沉淀率的影响。
(2)依据图1和图2,判断沉淀铜选择最佳pH为_______ ,理由是_______ 。
方法一:调pH去除铜
资料1:金属离子沉淀的pH
Al(OH)3 | Cu(OH)2 | Ni(OH)2 | Co(OH)2 | Mn(OH)2 | |
开始沉淀pH | 3.53 | 4.91 | 6.88 | 7.40 | 8.14 |
完全沉淀pH | 4.89 | 6.67 | 8.87 | 9.39 | 10.14 |
方法二:还原法去除铜
资料2:抗坏血酸(C6H8O6)具有较强的还原性,氧化后为脱氢抗坏血酸(C6H6O6);受热易分解。
向柠檬酸浸出液中加入抗坏血酸能有效的将Cu2+还原成金属Cu。某实验小组研究了相同条件下,pH、反应时间和温度分别对Cu沉淀率的影响。
(2)依据图1和图2,判断沉淀铜选择最佳pH为
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