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回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片(除LiFePO4外,還含有Al箔、少量不溶于酸堿的導(dǎo)電劑)中的資源,可采用如圖所示工藝流程:
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碳酸鋰的溶解度(g/L)如表:
溫度/℃ 0 20 40 60 80 100
Li2CO3 1.54 1.33 1.17 1.01 0.85 0.72
(1)Ⅰ步操作是粉碎廢舊電極,其主要目的是
增大接觸面積,提高溶解效率
增大接觸面積,提高溶解效率
。
(2)Ⅱ步加入過量NaOH溶液后,濾液1中存在的主要陰離子是
AlO2-、OH-
AlO2-、OH-
。
(3)浸出液中存在大量H2PO4-和HPO42-,從平衡移動的角度解釋Ⅳ步中加入30%Na2CO3溶液沉鐵的主要原理是
CO32-消消耗H+,使c(H+)減小,H2PO4-、HPO42-電離平衡右移,c(PO43-)增大,與Fe3+結(jié)合生成沉淀
CO32-消消耗H+,使c(H+)減小,H2PO4-、HPO42-電離平衡右移,c(PO43-)增大,與Fe3+結(jié)合生成沉淀
。
(4)Ⅴ步沉鋰后,使用熱水而不使用冷水洗滌Li2CO3的原因是
溫度升高,碳酸鋰溶解度減小,熱水可減少溶解損失
溫度升高,碳酸鋰溶解度減小,熱水可減少溶解損失
。
(5)工業(yè)上將回收的Li2CO3、FePO4粉碎與足量的炭黑混合高溫灼燒再生制備LiFePO4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
Li2CO3+2C+2FePO4
高溫
2LiFePO4+3CO↑
Li2CO3+2C+2FePO4
高溫
2LiFePO4+3CO↑

(6)Ⅵ步將Li2CO3粗品制備成高純Li2CO3的部分工藝如下:
a.將Li2CO3溶于鹽酸作電解槽的陽極液,LiOH溶液做陰極液,兩者用離子選擇透過膜隔開,用惰性電極電解。
b.電解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共熱,過濾、洗滌、干燥得高純Li2CO3
①a中,陽極的電極反應(yīng)式是
2Cl--2e-=Cl2
2Cl--2e-=Cl2
,宜選用
(填“陽”或“陰”)離子交換膜。
②b中,加熱條件下生成Li2CO3沉淀的離子方程式是
NH4++HCO3-+2OH-+2Li+
加熱
Li2CO3↓+NH3↑+2H2O
NH4++HCO3-+2OH-+2Li+
加熱
Li2CO3↓+NH3↑+2H2O
。

【答案】增大接觸面積,提高溶解效率;AlO2-、OH-;CO32-消消耗H+,使c(H+)減小,H2PO4-、HPO42-電離平衡右移,c(PO43-)增大,與Fe3+結(jié)合生成沉淀;溫度升高,碳酸鋰溶解度減小,熱水可減少溶解損失;Li2CO3+2C+2FePO4
高溫
2LiFePO4+3CO↑;2Cl--2e-=Cl2;陽;NH4++HCO3-+2OH-+2Li+
加熱
Li2CO3↓+NH3↑+2H2O
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:58引用:3難度:0.4
相似題
  • 1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3形式存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO43+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請回答下列問題:
    (1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
     
    。
    (2)檢驗第II步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
     
    (填字母編號)。
    A.KMnO4溶液    B.K3[Fe(CN)6]溶液    C.KSCN溶液
    (3)第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,消耗FeCO3的離子方程式為
     
    ;然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是
     

    (4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,F(xiàn)eS2中S元素的化合價為
     
    。該納米材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
     
    。
    (5)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程,第III步應(yīng)加入FeCO3
     
    kg。

    發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.正丁醚制備原理為2CH3CH2CH2CH2OH
    H
    2
    S
    O
    4
    135
    CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O。
    實驗裝置圖如圖:
    實驗步驟:
    Ⅰ.在三頸燒瓶中,加入0.16mol正丁醇、濃硫酸和沸石,按圖連接裝置。先在分水器內(nèi)預(yù)先加水至支管處,小心開啟旋塞放出XmL。然后小火加熱保持反應(yīng)物微沸,回流分水。
    Ⅱ.反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中混合,充分搖振靜置分層后棄去水層,粗產(chǎn)物依次用等體積5%NaOH溶液、蒸餾水和飽和CaCl2溶液洗滌,然后用1g無水氯化鈣干燥。過濾后的產(chǎn)物加入25mL蒸餾瓶中,蒸餾收集到9.1g產(chǎn)品。
    請回答下列問題:
    (1)儀器B的名稱為
     
    。
    (2)分水器使用前
     
    (填“需要”或“不需要”)檢漏,步驟Ⅰ中的X的范圍為
     
    (填序號)。
    A.0~1
    B.1~2
    C.2~3
    (3)已知正丁醚難溶于水,正丁醇微溶于水,易溶于醚,分水器在本實驗中的可能作用是
     
    (填序號)。
    A.移走生成物水,同時讓正丁醇、正丁醚回到反應(yīng)瓶,提高正丁醇的轉(zhuǎn)化率
    B.冷凝回流正丁醇、正丁醚和水
    C.實驗過程中分水器內(nèi)會出現(xiàn)分層現(xiàn)象,當(dāng)分水器全部被水充滿時,停止反應(yīng)
    (4)簡述步驟Ⅱ中反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中的混合方法:
     
    。
    (5)本實驗粗產(chǎn)物依次用水洗滌是為了除去殘留的NaOH,用飽和CaCl2溶液洗滌是除去殘留的正丁醇,能不能省去水洗步驟而直接用飽和CaCl2溶液洗滌?
     
    (填“能”或“不能”),理由是
     

    (6)最后收集到正丁醚的產(chǎn)率為
     
    %(保留兩位小數(shù))。

    發(fā)布:2024/12/24 8:0:2組卷:3引用:1難度:0.5
  • 3.四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑,常溫下為橙黃色固體,熔點:38.3℃,沸點233.5℃,具有潮解性且易發(fā)生水解。實驗室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2 
    高溫
    TiBr4+CO2來制備TiBr4,裝置如圖所示。下列說法錯誤的是( ?。?br />菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/12/22 11:0:4組卷:47引用:4難度:0.5
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