電池級(jí)碳酸鋰是制造LiCoO2等鋰離子電池必不可少的原材料。以鋰云母浸出液(含Li+、Al3+、Fe3+、Ca2+、SO2-4等)制取電池級(jí)Li2CO3的工藝流程如圖:
已知:①HR為酸性磷類有機(jī)萃取劑,難溶于水,可萃取Fe3+,萃取時(shí)發(fā)生反應(yīng):Fe3++3HR?FeR3+3H+,生成的FeR3可溶解在HR中。
②Li2CO3、LiHCO3的溶解度如圖1所示:
(1)HR萃取劑使用前先用一定量的NaOH進(jìn)行處理的目的是 NaOH會(huì)消耗萃取反應(yīng)時(shí)生成的H+,促進(jìn)萃取反應(yīng)的正向進(jìn)行,提高萃取效果NaOH會(huì)消耗萃取反應(yīng)時(shí)生成的H+,促進(jìn)萃取反應(yīng)的正向進(jìn)行,提高萃取效果。
(2)沉鋰過(guò)程中會(huì)有Li2CO3、CaCO3和Al(OH)3生成。寫(xiě)出沉鋰時(shí)生成Al(OH)3反應(yīng)的離子方程式:2Al3++3CO2-3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑2Al3++3CO2-3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑。
(3)過(guò)濾1后所得沉淀用熱水洗滌的目的是 洗去沉淀表面的雜質(zhì)離子,減少Li2CO3的溶解損失,提高Li2CO3的純度和產(chǎn)率洗去沉淀表面的雜質(zhì)離子,減少Li2CO3的溶解損失,提高Li2CO3的純度和產(chǎn)率。
(4)其他條件相同,向過(guò)濾1所得濾渣加入不同體積的去離子水,以一定流速通入CO2氣體,測(cè)得熱分解后電池級(jí)Li2CO3的產(chǎn)率隨碳化反應(yīng)固液比[m(濾渣)m(水)]變化曲線如圖2所示。Li2CO3產(chǎn)率隨固液比減小而增加的原因是 固液比越小,去離子水體積越多,碳化反應(yīng)后生成及溶解的LiHCO3越多,熱分解時(shí)會(huì)生成更多的Li2CO3,所以Li2CO3產(chǎn)率隨固液比減小而增加固液比越小,去離子水體積越多,碳化反應(yīng)后生成及溶解的LiHCO3越多,熱分解時(shí)會(huì)生成更多的Li2CO3,所以Li2CO3產(chǎn)率隨固液比減小而增加。
SO
2
-
4
CO
2
-
3
CO
2
-
3
m
(
濾渣
)
m
(
水
)
【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用.
【答案】NaOH會(huì)消耗萃取反應(yīng)時(shí)生成的H+,促進(jìn)萃取反應(yīng)的正向進(jìn)行,提高萃取效果;2Al3++3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;洗去沉淀表面的雜質(zhì)離子,減少Li2CO3的溶解損失,提高Li2CO3的純度和產(chǎn)率;固液比越小,去離子水體積越多,碳化反應(yīng)后生成及溶解的LiHCO3越多,熱分解時(shí)會(huì)生成更多的Li2CO3,所以Li2CO3產(chǎn)率隨固液比減小而增加
CO
2
-
3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/12/30 3:30:1組卷:11引用:2難度:0.5
相似題
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1.利用如下流程可從廢光盤(pán)的金屬層中回收其中的銀(金屬層中其他金屬含量過(guò)低,對(duì)實(shí)驗(yàn)影響可忽略):
已知:NaClO溶液在加熱時(shí)易分解產(chǎn)生NaCl和NaClO3;“溶解”工序發(fā)生的反應(yīng)為可逆反應(yīng)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )A.“氧化”時(shí),適宜選擇水浴加熱方式 B.若省略第一次過(guò)濾,會(huì)使氨水的用量增加 C.濾渣Ⅱ洗滌后的濾液可送入“還原”工序利用 D.“還原”時(shí),每生成1molAg,理論上消耗0.5molN2H4?H2O 發(fā)布:2024/12/30 15:30:1組卷:75引用:4難度:0.4 -
2.工業(yè)上利用鋅焙砂(主要成分為ZnO,含有少量CuO、As2O3、NiO等)生產(chǎn)高純ZnO的流程示意圖如圖。
(1)用足量(NH4)2SO4溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
①“浸出”前,鋅焙砂預(yù)先粉碎的目的是
②通過(guò)“浸出”步驟,鋅焙砂中的ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH3)4]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
(2)“浸出”時(shí)As2O3轉(zhuǎn)化為。“除砷”步驟①中用(NH4)2S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為AsO3-3
(3)“除重金屬”時(shí),加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
(4)“蒸氨”時(shí)會(huì)出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運(yùn)用平衡移動(dòng)原理解釋原因:
(5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉(zhuǎn)化為ZnCO3的離子方程式為
(6)“煅燒”步驟中,不同溫度下,ZnCO3分解的失重曲線和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
已知:ⅰ.固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%。樣品起始質(zhì)量-剩余固體質(zhì)量樣品起始質(zhì)量
ⅱ.比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積;比表面積越大,產(chǎn)品ZnO的活性越高。
①280℃時(shí)煅燒ZnCO3,300min后固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.3%,則ZnCO3的分解率為
②根據(jù)圖1和圖2,獲得高產(chǎn)率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面積>40m2?g-1)產(chǎn)品ZnO的最佳條件是
a.恒溫280℃,60~120min
b.恒溫300℃,240~300min
c.恒溫350℃,240~300min
d.恒溫550℃,60~120min
(7)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:79引用:5難度:0.5 -
3.我國(guó)青藏高原的鹽湖中蘊(yùn)藏著豐富的鋰資源,已探明的儲(chǔ)量約三千萬(wàn)噸,碳酸鋰制備高純金屬鋰的一種工藝流程如圖。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.金屬鋰可保存在煤油中 B.使用復(fù)合助劑有利于碳酸鋰的分解 C.“粉碎”是為了增加接觸面積,加快反應(yīng)速率 D.真空熱還原發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為2Al+3Li2O 6Li+Al2O3高溫發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
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