（以钴Co为载体）化学工业流程大题周练

以钴Co为载体的化学工业流程大题周练

1. 钴铁氧体不仅是重要的磁性材料、磁致伸缩材料，还是重要的锂离子电池负极材料。工业上，可以由废旧锂钴电池正极材料主要含Fe、Al、硅等杂质回收钴，再用电化学法制得。其流程如图所示过程中所加试剂均足量：
    

Ⅰ废旧电池中钴的回收

含铝滤液中，铝元素的存在形式为_______________写化学式；硅在过程_________填“”“”“”“”或“”与钴分离。

写出过程中与发生反应的化学方程式：___________________________。

过程的主要作用为_________________________________。

Ⅱ电解法制得钴铁合金

配制和的混合溶液，用铜作阴极、石墨作阳极进行电解，获得合金。阴极的电极方程式为________________________________。

Ⅲ阳极氧化法制得钴铁氧体

溶液作电解液，纯净的钴铁合金作阳极进行电解，在阳极上获得薄膜。电解方程式为_______________________________________。

当电路上有电子转移时，阳极电极材料增重质量为，与理论值不符，其原因可能为____________________________________。

由废旧锂钴电池制的现实意义在于：_____________________写一条即可。

2. 一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以形式存在，吸附在铝箔的单面或双面：锂混杂于其中已知氧化性：。从废料中回收氧化钴的工艺流程如下：
   

    已知：的溶度积；溶液中离子浓度小于时认为该离子沉淀完全。

    “碱溶”前通常将废料粉碎，其目的是_____________________________。

    过程Ⅰ中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为________________________________________。

    过程Ⅱ中加入稀酸化后，再加入溶液浸出钴。则浸出含钴物质的化学方程式为_______________________________产物中只有一种酸根。在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请分析不用盐酸浸出钴的主要原因：______________________________。

    过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和，碳酸钠溶液在产生时起重要作用，请写出该反应的离子方程式：_____________________________。

    将与的等体积混合，此时溶液中的的浓度为_________________，是否沉淀完全：____________填“是”或“否”。

    溶于盐酸可得粉红色的溶液。含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。如图是粉红色的晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，物质B的化学式是__________________________。
 

3. 草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用水钴矿主要成分为，含少量、、MnO、MgO、CaO、等制取工艺流程如下：

已知：浸出液含有的阳离子主要有、、、、、、等；

酸性条件下，不会氧化；部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：

浸出过程中加入的主要目的是________。

向浸出液中加入的离子反应方程式：________。

已知：常温下，，，则该流程中所用溶液的pH________填“”或“”或“”。

加入溶液后析出晶体，再过滤、洗涤，洗涤时可选用的试剂有：________。

A.蒸馏水      自来水            

饱和的溶液      稀盐酸

萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图，萃取剂的作用是________；其使用的适宜pH范围是________。 
A.

4. 钻及其化合物在工业上有广泛应用。为从某工业废料中含有Al、Li、、和其他不溶于强酸的杂质回收氧化钴，某学生设计如下流程：
    

已知：物质溶解性：LiF、难溶于水，，微溶于水。

部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表：

请回答下列问题：

酸浸前将废料进行研磨，其目的是________。

步骤Ⅱ“还原”时发生反应的离子方程式为________。

步骤Ⅲ中加入调节溶液pH为，废渣中的成分有________。

步骤Ⅳ中产生的离子方程式是________。

将处理后的废渣经硫酸处理后，用三室式电渗析法电解可得LiOH溶液和稀硫酸。则离子交换膜b为________填“阴”或“阳”离子交换膜．随着电解的进行，阴极区pH将________填“增大”“减小”或“不变”。



某锂离子电池充电时的总反应为，该锂离子电池放电时正极的电极反应式为________。

5. 金属Co、Ni性质相似，在电子工业以及金属材料上应用十分广泛。现以含钴、镍、铝的废渣含主要成分为CoO，、Ni、少量杂质提取钴、镍的工艺如下：

酸浸时的作用是________。

除铝时加入碳酸钠产生沉淀的离子反应________。

有机层提取出的可用于制备氢镍电池，该电池工作原理：，电池放电时正极电极反应式为________。

用为原料采用微波水热法和常规水热法均可制得分解的高效催化剂其中Co、Ni均为价。如图是用两种不同方法制得的在时催化分解的溶液的相对初始速率随x变化曲线。

的电子式________。

由图中信息可知：________法制取的催化剂活性更高。

、两种离子中催化效果更好的是________。

已知煅烧时，温度不同，产物不同。在充分煅烧，得到固体氧化物的质量，的体积为标况下，则此时所得固体氧化物的化学式为________。

6. 以含钴废催化剂主要成分为Co、Fe、为原料制取复合氧化钴的流程如下：
   
   
   用溶解后过滤，得到的滤渣是______填化学式。将滤渣洗涤次，再将洗液与滤液合并的目的是______。
    在加热搅拌条件下加入，将氧化成，反应的离子方程式是______。
   已知：铁氰化钾的化学式为；亚铁氰化钾的化学式为蓝色沉淀蓝色沉淀确定是否氧化完全的方法是______。仅供选择的试剂：铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液
   向氧化后的溶液中加入适量的调节酸度，使之生成黄钠铁矾沉淀，写出该反应的离子方程式：______。
   弱酸和弱碱的电离平衡常数的负对数可用pK表示，根据下表中数据判断溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为______。

已知的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸，边加热边搅拌至完全溶液后，需趁热过滤，其原因是______。


准确称取 g ，在空气中充分灼烧得 g复合氧化钻，写出复合氧化钴的化学式：______。

7. 钴铁氧体不仅是重要的磁性材料、磁致伸缩材料，还是重要的锂离子电池负极材料。工业上，可以由废旧锂钴电池正极材料主要含Fe、Al、硅等杂质回收钴，再用电化学法制得。其流程如图所示过程中所加试剂均足量：

Ⅰ废旧电池中钴的回收

含铝滤液中，铝元素的存在形式为_______________写化学式；硅在过程_________填“”“”“”“”或“”与钴分离。

写出过程中与发生反应的化学方程式：___________________________。

过程的主要作用为_________________________________。

Ⅱ电解法制得钴铁合金

配制和的混合溶液，用铜作阴极、石墨作阳极进行电解，获得合金。阴极的电极方程式为________________________________。

Ⅲ阳极氧化法制得钴铁氧体

溶液作电解液，纯净的钴铁合金作阳极进行电解，在阳极上获得薄膜。电解方程式为_______________________________________。

当电路上有电子转移时，阳极电极材料增重质量为，与理论值不符，其原因可能为____________________________________。

由废旧锂钴电池制的现实意义在于：_____________________写一条即可。

8. Ⅰ彩色水泥墙含氯化亚钴可作睛雨表。下表为几种氯化亚钴的晶体颜色：

淋雨时彩色水泥墙的颜色为________。

Ⅱ从含钴废料含CoO、及金属Al、中制取粗CoO的流程如下：

步骤Ⅰ产生的气体是________填化学式，下同，从含铝溶液中沉淀铝可通入的气体是________。

步骤Ⅲ中除去的离子方程式为________，步骤Ⅳ中溶液的作用是________用离子方程式表示。

为了获得高纯度的钴粉，从环保角度考虑，还原的试剂为________填序号。  A.铝     B.木炭    C.氢气    D.一氧化碳

实验室制备氯化亚钴晶体并测其化学式的流程如下：

步骤Ⅱ“系列操作”中，洗涤晶体不用蒸馏水而用酒精，目的是________。

用灼烧一称重法测定氯化亚钴晶体中结晶水含量时，需要在氯化氢氛围中灼烧结晶水合物，请结合方程式解释这样做的原因________。

已知几种物质在时的如下表：

某同学用滴定法测定晶体中的x，常用标准硝酸银法进行滴定，滴定时选择的指示剂是________填编号。

A.KCl    B.KSCN    C.    D.

若取样品a g溶于蒸馏水中配制100mL溶液，取20mL配制溶液于锥形瓶中，加入所选指示剂，用溶液滴定至终点，消耗标准溶液b mL。则x的表达式为________。

9. 新能源汽车行业离不开三元锂电池，而钴作为三元锂电池的正极材料，具有提升锂电池能量密集度的作用。回收废旧锂电池中的钴元素并进行循环使用有利于环境保护。现以废旧锂离子电池的正极材料主要成分为、Al以及少量Ca、Mg、Cu、Fe等制备的工艺流程如下：
   

回答下列问题：

中Co元素的化合价为________。

步骤中生成的离子方程式为________。

步骤中，不同pH下溶液中金属离子的去除效果如下图所示。该过程加入NaOH调节溶液pH的最佳范围是________，理由是________。

步骤中，过滤、洗涤操作均需用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、________。

某种钴酸锂可充电电池工作原理如图所示，其中电解质溶于混合有机溶剂中。电池放电时的总反应方程式为：。

回答下列问题：

外电路的电流方向是由________极流向________极填字母。

电池正极反应式________。

实验室测得“浸出液”中钴元素的含量为，取“浸出液”模拟上述流程进行实验，得到“”产品，又测得产品中钴元素的质量分数为。计算钴的回收率为________列式表示。

10. 从锂离子电池的钴酸锂废极片中回收钴的工艺流程如下图所示，其中废极片的主要成分为钴酸锂和金属铝，最终可得到及锂盐．

“还原酸浸”过程中，大部分可转化为，请写出该反应的化学方程式：________．

“还原酸浸”过程中，Co、Al浸出率进入溶液中的某元素质量占固体中该元素的质量分数与硫酸浓度及温度的关系如图1和图2所示．实际工艺流程中所选择的硫酸浓度为，温度为，其原因是________填字母．

A.Co的浸出率较高           B.Co和Al浸出的速率较快

C.Al的浸出率较高           D.双氧水较易分解

加入后得沉淀．写出沉淀在空气中高温煅烧得到的反应的化学方程式：________．

已知“沉锂”过程中，滤液a中的约为，部分锂盐的溶解度数据如下表所示．

结合数据分析，沉锂过程所用的试剂b是________写化学式，相应的操作方法：向滤液a中加入略过量的试剂b，搅拌，________，________，洗涤干燥．

若初始投入钴酸锂废极片的质量为1kg，煅烧后获得的质量为83g，已知Co的浸出率为，则钴酸锂废极片中钴元素的质量分数约为________小数点后保留两位．