解答题-工业流程题 较难0.4 引用3 组卷406
磷酸亚铁锂(
)为近来新开发的锂离子电池电极材料，主要用于动力锂离子电池，废料中(含Al、石墨)，其中磷、铁、锂的综合回收工艺流程图如下：
②LiOH、
的溶解度与温度的关系如下表：
(1)过程I“碱浸”的目的是___________ 。
(2)若浸出液中存在大量
离子，则反应的离子方程式为___________ 。
(3)①过程III得到“沉淀Y”的离子方程式为___________ 。
②一定条件下，探究了pH对磷酸铁沉淀的影响，结果如下图所示。由图可知，过程III应选取的最佳沉淀时的pH为___________ 。随pH的增加，磷的沉淀率开始下降，而铁沉淀率未下降，分析原因为___________ 。___________ 。
A．NaOH20-40℃ B．NaOH80-100℃
C．
20-40℃ D．60-80℃
②常温下，测得滤液1中
，某同学取该100ml滤液进行“沉锂”反应。加入50mlX溶液却未见沉淀，若不考虑液体混合时的体积变化，则该同学加入的X溶液最大浓度为
___________ 
。
)为近来新开发的锂离子电池电极材料，主要用于动力锂离子电池，废料中(含Al、石墨)，其中磷、铁、锂的综合回收工艺流程图如下：
②LiOH、
的溶解度与温度的关系如下表：| 温度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | |
| 溶解度/g | LiOH | 11.9 | 12.4 | 13.2 | 14.6 | 16.6 | 19.1 |
| 1.54 | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 | 0.72 | |
(1)过程I“碱浸”的目的是
(2)若浸出液中存在大量
离子，则反应的离子方程式为(3)①过程III得到“沉淀Y”的离子方程式为
②一定条件下，探究了pH对磷酸铁沉淀的影响，结果如下图所示。由图可知，过程III应选取的最佳沉淀时的pH为
A．NaOH20-40℃ B．NaOH80-100℃
C．
20-40℃ D．60-80℃②常温下，测得滤液1中
，某同学取该100ml滤液进行“沉锂”反应。加入50mlX溶液却未见沉淀，若不考虑液体混合时的体积变化，则该同学加入的X溶液最大浓度为。2023高三上·湖南湘西·竞赛
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某锂离子二次电池的正极材料主要为LiCoO2，还含有少量Al、Fe、Mn、Ni的化合物。通过如图流程利用废旧锂离子电池制备草酸钴晶体(CoC2O4•xH2O)：
已知该工艺条件下，有关金属离子沉淀完全(c=1×10-5mol•L-1)的pH见表：
回答下列问题：
(1)“酸浸还原”步骤，LiCoO2发生的反应中氧化产物为硫酸盐，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为________ 。
(2)“滤渣”成分是________ 。“水解净化”时，温度不宜超过70℃，原因是________ 。
(3)“氧化沉铁锰”中，反应生成MnO2的离子方程式为________ 。
(4)利用“P507萃取剂”从“滤液”中分离Co2+。研究水相pH对金属离子分离的影响，所得结果如图所示，其中分离因素β越大，表明萃取剂对不同离子分离效果越好。
由图可知，萃取时的最佳水相pH为________ (填字母)。
(5)“沉钴”适宜温度为50℃，温度过高会使Co2+沉淀率下降，可能的原因是________ 。
(6)采用热重分析法测定草酸钴晶体样品所含结晶水数目，将样品加热到140℃时失掉1个结晶水，失重9.84%。CoC2O4•xH2O中x=________ 。
已知该工艺条件下，有关金属离子沉淀完全(c=1×10-5mol•L-1)的pH见表：
| 离子 | Co2+ | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ | Mn2+ | Ni2+ |
| pH | 9.3 | 3.2 | 9.0 | 4.7 | 10.1 | 8.9 |
(1)“酸浸还原”步骤，LiCoO2发生的反应中氧化产物为硫酸盐，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为
(2)“滤渣”成分是
(3)“氧化沉铁锰”中，反应生成MnO2的离子方程式为
(4)利用“P507萃取剂”从“滤液”中分离Co2+。研究水相pH对金属离子分离的影响，所得结果如图所示，其中分离因素β越大，表明萃取剂对不同离子分离效果越好。
由图可知，萃取时的最佳水相pH为
| A．2.5 | B．3.0 | C．3.5 | D．4.0 |
(5)“沉钴”适宜温度为50℃，温度过高会使Co2+沉淀率下降，可能的原因是
(6)采用热重分析法测定草酸钴晶体样品所含结晶水数目，将样品加热到140℃时失掉1个结晶水，失重9.84%。CoC2O4•xH2O中x=
从废旧磷酸铁理电池的正极材料(含LiFePO4、石墨粉和铝箔等)中综合回收锂、铁和磷等的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)“溶浸1”中铝溶解的化学方程式为________ 。
(2)完成“溶浸2”反应的离子方程式：____LiFePO4+___H2O2+____=_____Li++____+_____
+____H2O
__________
(3)“滤渣2”的主要成分是__________ 。
(4) “滤渣2”循环两次的目的是_______ 。
(5)“沉铁、磷”时，析出FePO4沉淀，反应的离子方程式为_______ 。实验中，铁、磷的沉淀率结果如图所示。碳酸钠浓度大于30%后，铁沉淀率仍然升高，磷沉淀率明显降低，其可能原因是_________ 。
(6)为了充分沉淀，“沉锂”时所用的X和适宜温度是_______ (填标号)。
A. NaOH 20-40℃ B. NaOH 80-100℃ C. Na2CO3 20-40℃ D. Na2CO3 60-80℃
 | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| LiOH | 11.9 | 12.4 | 13.2 | 14.6 | 16.6 | 19.1 |
| Li2CO3 | 1.54 | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 | 0.72 |
回答下列问题：
(1)“溶浸1”中铝溶解的化学方程式为
(2)完成“溶浸2”反应的离子方程式：____LiFePO4+___H2O2+____=_____Li++____+_____
+____H2O(3)“滤渣2”的主要成分是
(4) “滤渣2”循环两次的目的是
(5)“沉铁、磷”时，析出FePO4沉淀，反应的离子方程式为
(6)为了充分沉淀，“沉锂”时所用的X和适宜温度是
A. NaOH 20-40℃ B. NaOH 80-100℃ C. Na2CO3 20-40℃ D. Na2CO3 60-80℃
新能源汽车的核心部件是锂离子电池，常用磷酸亚铁锂(LiFePO4)作电极材料。对LiFePO4废旧电极(含杂质 A1、石墨粉)回收并获得高纯Li2CO3的工业流程图：
资料：碳酸锂在水中溶解度：
(1)“过程i”除研磨粉碎外，请再写出一种可以提高过程ii溶解速率的措施：____ 。
(2)“过程ii”加入足量 NaOH 溶液的离子反应方程式是________ 。
(3)“过程iii ”采用不同氧化剂分别进行实验，均采用 Li含量为3.7% 的原料，控制pH 为3.5，浸取1.5h后，实验结果如表所示：
①实验2中，NaClO3与盐酸反应生成黄绿色气体，大大增加了酸和氧化剂的用量，该反应的离子方程式为_______ 。
②“过程iii”得到的浸出液循环两次的目的是________ 。
(4)浸出液中存在大量 H2PO4 -和 HPO
，已知：H2PO
⇌HPO+H+，HPO⇌PO
+H+，结合平衡移动 原理，解释“过程iv”得到磷酸铁晶体的原因：___ 。
(5)“过程v”中，若“沉锂”中c(Li+ )=1.0mol·L-1，加入等体积饱和 Na2CO3溶液(浓度约为1.78mol/L)，此时实验所得沉锂率为___ (已知Li2CO3的Ksp为9.0×10-4)。
(6)简述“过程vi”的操作：_________________ 。
资料：碳酸锂在水中溶解度：
| 温度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| 溶解度/g | 1.54 | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 | 0.72 |
(2)“过程ii”加入足量 NaOH 溶液的离子反应方程式是
(3)“过程iii ”采用不同氧化剂分别进行实验，均采用 Li含量为3.7% 的原料，控制pH 为3.5，浸取1.5h后，实验结果如表所示：
| 序号 | 酸 | 氧化剂 | 浸出液Li+浓度(g/L) | ) 滤渣中Li含量/% |
| 实验1 | HCl | H2O2 | 9.02 | 0.10 |
| 实验2 | HCl | NaClO3 | 9.05 | 0.08 |
| 实验3 | HCl | O2 | 7.05 | 0.93 |
②“过程iii”得到的浸出液循环两次的目的是
(4)浸出液中存在大量 H2PO4 -和 HPO
，已知：H2PO⇌HPO+H+，HPO⇌PO+H+，结合(5)“过程v”中，若“沉锂”中c(Li+ )=1.0mol·L-1，加入等体积饱和 Na2CO3溶液(浓度约为1.78mol/L)，此时实验所得沉锂率为
(6)简述“过程vi”的操作：
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