解答题-工业流程题 适中0.65 引用1 组卷74
随着新能源汽车的发展，废旧锂电池需要回收处理。一种对磷酸亚铁锂废电池处理料(主要成分为LiFePO4、FePO4、Al、C等)的回收处理工艺流程如下所示。
(1)已知
OH-+Al(OH)3，K1=6.25×10-2；
H++
，K2=4.7×10-11；“滤液”中的溶质主要是NaAl(OH)4，则步骤①中Al主要反应的离子方程式为_______ ﹔步骤②曾有学者研究用NaHCO3代替H2SO4，则用NaHCO3溶液反应的平衡常数的数量级为_______ ，当反应平衡常数大于105时，可视为反应完全，则用NaHCO3代替H2SO4的反应是否完全？_______ 。
(2)步骤③硫酸溶液足量，“滤渣2”的成分是_______ ，实际反应中H2O2用量超过理论值，原因是_______ ；试写出Fe2+与H2O2按物质的量1∶1反应的总离子反应方程式：_______ 。
(3)若步骤④处加入NaOH溶液和NH3·H2O溶液后Li+浓度为0.55mol/L，则此处所调pH的范围为_______ 。滤液4的主要阳离子有_______ (填离子符号)。
(4)步骤⑤主要是回收利用_______ 元素。
| 金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | Ksp(氢氧化物) | Ksp(盐) |
| Fe3+ | 2.24 | 3.2 | 3.2×10-38 | Ksp(FePO4)=1.3×10-22 |
| Li+ | 5.5×10-3 | Ksp(Li2CO3)=1.7×10-3 |
(1)已知
OH-+Al(OH)3，K1=6.25×10-2；H++，K2=4.7×10-11；“滤液”中的溶质主要是NaAl(OH)4，则步骤①中Al主要反应的离子方程式为(2)步骤③硫酸溶液足量，“滤渣2”的成分是
(3)若步骤④处加入NaOH溶液和NH3·H2O溶液后Li+浓度为0.55mol/L，则此处所调pH的范围为
(4)步骤⑤主要是回收利用
2024·四川泸州·三模
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锂被誉为“高能金属”，废旧锂离子电池的正极材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等，处理该废料的一种工艺流程如图所示：
已知：①Ksp(Li2CO3)＝1.6×10－3，LiCoO2难溶于水，具有强氧化性；
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH值如下表所示：
回答下列问题：
(1)写出“碱溶”时发生主要反应的离子方程式：____________________________________ 。
(2)为提高“酸溶”的浸出速率，可采取的措施有___________________________ (任写一种)。
(3)“酸溶”时，LiCoO2发生的主要反应的离子方程式为_____________________________ ；若用浓盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，缺点是___________________________________ 。
(4)用氨水调节pH的范围为____________ ，若“沉钴”后溶液中c(Li＋)＝4 mol·L－1，加入等体积的Na2CO3溶液后，沉淀中的Li元素占原Li元素总量的90%，则“沉锂”后溶液中c(
)＝__________ mol·L－1。
(5)该流程涉及多次过滤，实验室中过滤后洗涤沉淀的操作为________________ 。
(6)写出“沉钴”过程中发生反应的离子方程式：____________________________________ 。
已知：①Ksp(Li2CO3)＝1.6×10－3，LiCoO2难溶于水，具有强氧化性；
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH值如下表所示：
Al3+ | Fe3+ | Fe2+ | Co2+ | |
开始沉淀的pH | 4.0 | 2.7 | 7.6 | 7.0 |
沉淀完全的pH | 5.2 | 3.7 | 9.6 | 9.0 |
回答下列问题：
(1)写出“碱溶”时发生主要反应的离子方程式：
(2)为提高“酸溶”的浸出速率，可采取的措施有
(3)“酸溶”时，LiCoO2发生的主要反应的离子方程式为
(4)用氨水调节pH的范围为
)＝(5)该流程涉及多次过滤，实验室中过滤后洗涤沉淀的操作为
(6)写出“沉钴”过程中发生反应的离子方程式：
锂被誉为“高能金属”，废旧锂离子电池的正极材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等，处理该废料的一种工艺流程如图所示：
已知：① Ksp(Li2CO3)=1.6 ×10-3， LiCoO2难溶于水，具有强氧化性：
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH值如表所示：
回答下列问题：
(1)写出“碱溶”时发生主要反应的离子方程式：___________ 。
(2)“酸溶”时，LiCoO2发生的主要反应的离子方程式为___________ ；用浓盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，缺点是___________ 。
(3)用氨水调节pH的范围为___________ 。
(4)该流程涉及多次过滤，实验室中过滤后洗涤沉淀的操作为___________ 。
(5)写出“沉钴”过程中发生反应的离子方程式：___________ 。
已知：① Ksp(Li2CO3)=1.6 ×10-3， LiCoO2难溶于水，具有强氧化性：
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH值如表所示：
| 金属阳离子 | A13+ | Fe3+ | Fe2+ | Co2+ |
| 开始沉淀的pH | 4.0 | 2.7 | 7.6 | 7.0 |
| 沉淀完全的pH | 5.2 | 3.7 | 9.6 | 9.0 |
(1)写出“碱溶”时发生主要反应的离子方程式：
(2)“酸溶”时，LiCoO2发生的主要反应的离子方程式为
(3)用氨水调节pH的范围为
(4)该流程涉及多次过滤，实验室中过滤后洗涤沉淀的操作为
(5)写出“沉钴”过程中发生反应的离子方程式：
ZnO有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。工业上利用锌焙砂(主要成分为ZnO、ZnFe2O4，还含有Fe3O4、Al2O3、SiO2等)制取氧化锌的工艺流程如图所示：
已知：相关金属离子c(Mn+)=0.1 mol·L-1生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：
(1)ZnFe2O4可写出ZnO·Fe2O3，则ZnFe2O4与H2SO4反应的化学方程式___________ ；“酸浸”时为了提高浸取速率，可以采取的措施是___________ (任写一种)。
(2)“氧化”步骤中发生的离子方程式为___________ ，H2O2的实际用量比理论用量要大，原因是___________ 。
(3)滤渣B的主要成分为___________ ；加ZnO时，为了不生成Zn(OH)2，该步骤需要控制溶液pH的范围是___________ ；若室温下将溶液的pH调为4，则此时Fe3+的浓度为___________ (已知Ksp[Fe(OH)3]=4×10−38)。
(4)“沉锌”反应中，往滤液加入NH4HCO3溶液，生成ZnCO3·Zn(OH)2及CO2，写出相应的离子方程式___________ 。“沉锌”后的母液可进一步处理，获得一种化工原料，写出该原料在生产中的一种用途___________ 。
已知：相关金属离子c(Mn+)=0.1 mol·L-1生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：
| Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Zn2+ | |
| 开始沉淀 | 6.5 | 2.7 | 3.4 | 6.5 |
| 沉淀完全 | 9.7 | 3.7 | 4.7 | 8.5 |
(1)ZnFe2O4可写出ZnO·Fe2O3，则ZnFe2O4与H2SO4反应的化学方程式
(2)“氧化”步骤中发生的离子方程式为
(3)滤渣B的主要成分为
(4)“沉锌”反应中，往滤液加入NH4HCO3溶液，生成ZnCO3·Zn(OH)2及CO2，写出相应的离子方程式
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