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菁優(yōu)網(wǎng)氫氧化鈷[Co(OH)2]是鋰電池正極材料鈷酸鋰(LiCoO2)的前驅(qū)體.以CoSO4溶液、NaOH溶液、氨水和水合肼為原料可制得微米級Co(OH)2
已知:①Co2+、Co3+易與NH3形成絡(luò)合物,[Co(NH36]2+的還原性強于Co(OH)2和Co2+;
②水合肼N2H4?H2O為無色油狀液體,具有強還原性,氧化產(chǎn)物為N2;
③沉淀的生成速率越快,顆粒越小,呈凝乳狀或膠體,不易過濾.
(1)60℃時在攪拌下向CoSO4溶液中加入氨水,調(diào)節(jié)pH至6后,再加入NaOH溶液,調(diào)節(jié)pH至9.5左右,一段時間后,過濾、洗滌,真空烘干得微米級Co(OH)2
①制備時,在加入NaOH溶液前必須先加氨水的原因是
Co2+與NH3形成絡(luò)合物[Co(NH36]2+,使溶液在Co2+的濃度減小,可以降低Co2+與OH-反應(yīng)生成Co(OH)2沉淀的速率
Co2+與NH3形成絡(luò)合物[Co(NH36]2+,使溶液在Co2+的濃度減小,可以降低Co2+與OH-反應(yīng)生成Co(OH)2沉淀的速率

②洗滌時,使用熱水除去產(chǎn)品表面雜質(zhì).檢驗產(chǎn)品是否洗凈的實驗操作是
取最后一次洗滌的濾液,加入BaCl2溶液,如無白色沉淀生成,則產(chǎn)品已經(jīng)洗滌干凈,否則,未洗滌干凈
取最后一次洗滌的濾液,加入BaCl2溶液,如無白色沉淀生成,則產(chǎn)品已經(jīng)洗滌干凈,否則,未洗滌干凈

(2)經(jīng)儀器分析,測得按題(1)步驟制得的Co(OH)2晶體結(jié)構(gòu)中含有Co(Ⅲ),進一步用碘量法測得Co(Ⅱ)的氧化程度為8%.因此制備時必須加入一定量的還原劑.
①將500mL 1mol/L的CoSO4溶液與氨水配成pH為6的溶液,加入三頸燒瓶中(裝置見如圖),滴液漏斗a裝有NaOH溶液、b中裝有水合肼.60℃時依次將兩種溶液加入三頸燒瓶,充分反應(yīng)后,過濾.實驗時應(yīng)先打開滴液漏斗
b
b
(填“a”或“b”).
②為確保制得的Co(OH)2產(chǎn)品中不含Co(Ⅲ),制備時至少需加入水合肼的質(zhì)量為
0.5
0.5
g.
(3)以廢舊鋰電池正極材料(含LiCoO2,以及少量Al、Fe等)為原料制備微米級氫氧化鈷.已知:酸性條件下的氧化性強弱順序為Co3+>H2O2>Cl2>Fe3+;LiOH可溶于水:如表所示是部分金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH.
金屬離子 Co2+ Fe2+ Fe3+ Al3+
開始沉淀的pH 7.6 7.6 2.7 4.0
沉淀完全的pH 9.2 9.6 3.7 5.2
請補充完整實驗方案:取一定量廢舊鋰電池正極材料,粉碎后與Na2SO3溶液配成懸濁液,在攪拌下
向其中加入1mol/LH2SO4至固體完全溶解,再加入30%H2O2溶液直至溶液顏色不再加深,然后向溶液中加入5mol/L氨水,調(diào)節(jié)pH=6,過濾,向濾液中加入5mol/LNaOH溶液
向其中加入1mol/LH2SO4至固體完全溶解,再加入30%H2O2溶液直至溶液顏色不再加深,然后向溶液中加入5mol/L氨水,調(diào)節(jié)pH=6,過濾,向濾液中加入5mol/LNaOH溶液
,調(diào)節(jié)pH至9.5,過濾、洗滌,真空烘干得到微米級Co(OH)2.實驗中可選用的試劑:1mol/LH2SO4溶液、2mol/LHCl溶液、5mol/LNaOH溶液、5mol/L氨水、30%H2O2溶液.

【答案】Co2+與NH3形成絡(luò)合物[Co(NH36]2+,使溶液在Co2+的濃度減小,可以降低Co2+與OH-反應(yīng)生成Co(OH)2沉淀的速率;取最后一次洗滌的濾液,加入BaCl2溶液,如無白色沉淀生成,則產(chǎn)品已經(jīng)洗滌干凈,否則,未洗滌干凈;b;0.5;向其中加入1mol/LH2SO4至固體完全溶解,再加入30%H2O2溶液直至溶液顏色不再加深,然后向溶液中加入5mol/L氨水,調(diào)節(jié)pH=6,過濾,向濾液中加入5mol/LNaOH溶液
【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:39引用:3難度:0.4
相似題
  • 1.連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險粉,有極強的還原性。受熱、遇水都會發(fā)生分解反應(yīng)放出大量的熱,甚至引起燃燒。不溶于乙醇,可溶于氫氧化鈉水溶液并穩(wěn)定存在。
    (1)保險粉保存時應(yīng)
     
    (填一注意事項)。
    (2)鋅粉法是制備Na2S2O4的一種常見方法,其原理如圖所示:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①步驟I中SO2表現(xiàn)了
     
    (填“氧化性”、“還原性”或“酸性”)
    ②生成Na2S2O4的化學(xué)反應(yīng)方程式(已知Zn2+的性質(zhì)與Al3+類似)
     

    (3)甲酸鈉法是制備Na2S2O4的一種新方法,其原理為將甲酸鈉(HCOONa)、碳酸鈉溶于乙醇中,再通入足量的SO2氣體,析出Na2S2O4,固體同時將甲酸鈉氧化為CO2
    完成反應(yīng)的化學(xué)方程式:
     

    (4)甲酸鈉法相較于鋅粉法的優(yōu)點是
     
    (填一種)。
    (5)保險粉可以用于除去廢水中的重鉻酸根離子(Cr2O72-被轉(zhuǎn)化為Cr3+),這是目前除去酸性廢水中鉻離子的有效方法之一,反應(yīng)的離子方程式為
     
    ,每消耗1mol保險粉,理論上可以除去Cr2O72-的質(zhì)量為
     
    g(以CrO3計)。

    發(fā)布:2024/10/27 17:0:2組卷:14引用:1難度:0.5
  • 2.六聚偏磷酸鈉[(NaPO36]是偏磷酸鈉(NaPO3)的一種聚合體,其主要用于水處理、造紙、食品行業(yè)。工業(yè)上由Ca3(PO42、焦炭、石英砂為原料制備六偏磷酸鈉的方法如下:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    回答下列問題:
    (1)六聚偏磷酸鈉[(NaPO36]中的磷元素的化合價是
     
    。
    (2)“高溫灼燒”發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是
     
    。
    (3)因白磷(P4)易自燃,故通常保存在冷水中。在“氣體分離”環(huán)節(jié)中得到白磷固體比較合理的操作是
     
    。
    (4)經(jīng)分析,所得到的白磷中含有相對較多的Pb和含量相對少量的As元素。在“高溫氧化”時As、Pb會被氧化成As2O5、PbO,隨后在“水化”(產(chǎn)物是H3PO4)過程中轉(zhuǎn)化為兩種難溶性鹽被除去,則兩種濾渣的主要成分是
     
     
    (填化學(xué)式)。
    (5)已知室溫下H3PO4 的 Ka1=7.5×10-3、Ka2=6.4×10-8、Ka3=4.4×10-13,且 lg3.2=0.5。
    ①若直接將白磷與足量NaOH溶液直接混合加熱,則得到的是次磷酸鈉(NaH2PO2),但同時會得到一種劇毒氣體(PH3)。寫出該化學(xué)方程式
     
    。
    ②欲得到室溫下0.5mol/L NaH2PO4溶液,則“中和”時需加適量NaOH固體調(diào)溶液pH約為
     
    (結(jié)果保留兩位小數(shù))。
    (6)將白磷的氧化產(chǎn)物(P4O10)與純堿混合加熱是工業(yè)上制備偏磷酸鈉的另一種方法,該方法的化學(xué)方程式是
     

    發(fā)布:2024/10/27 17:0:2組卷:12引用:1難度:0.6
  • 3.明礬[KAl(SO42?12H2O]在生產(chǎn)、生活中有廣泛用途:飲用水的凈化;造紙工業(yè)上作施膠劑;食品工業(yè)的發(fā)酵劑等.利用煉鋁廠的廢料--鋁灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO?xFe2O3)可制備明礬.工藝流程如下:
    回答下列問題:菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)明礬凈水的原理是(用離子方程表示)
     

    (2)操作Ⅰ是
     
    ,操作Ⅱ是蒸發(fā)濃縮、
     
    、過濾、
     
    、干燥.
    (3)檢驗濾液A中是否存在Fe2+的試劑是
     
    (只用一種試劑)
    (4)在濾液A中加入高錳酸鉀發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為(該條件下Fe2+ 轉(zhuǎn)化為Fe3+,MnO4-轉(zhuǎn)化為Mn2+
     

    已知:生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示
     Al(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3
    開始沉淀時3.46.31.5
    完全沉淀時4.78.32.8
    注:金屬離子的起始濃度為0.1mol?L-1
    根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋調(diào)pH=3的目的
     

    (5)已知:在pH=3、加熱條件下,MnO4-可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2.加入MnSO4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:
     
    .濾渣2含有的物質(zhì)是
     

    發(fā)布:2024/10/27 17:0:2組卷:46引用:2難度:0.5
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