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  • 1. (2022·江西模拟) 近年来,随着锂离子电池的广泛应用,废锂离子电池的回收处理至关重要。下面是利用废锂离子电池正极材料(有Al、LiCoO2、Ni、Mn、Fe等)回收钴、镍、锂的流程图。

    已知:i.P204[二(2-乙基己基)磷酸酯]常用于萃取锰,P507(2-乙基己基磷酸-2-乙基己酯)和Cyanex272[二(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸]常用于萃取钴、镍。

    ii.萃取剂萃取钴离子的原理为2HR(Org) +Co2+ (aq)CoR2(Org)+2H+ (aq)

    iii.氧化性强弱:Co3+>H2O2>Fe3+

    回答下列问题:

    1. (1) 为了缩短浸出时间,可采取的措施是;浸出时加入H2O2的作用是 、;(用相应的化学方程式表示)。
    2. (2) 常温下,一些金属难溶氢氧化物的溶解度(用阳离子的浓度表示)与pH的关系图如下,其中Ni(OH)2与Co(OH)2的Ksp极其相近。已知离子浓度小于等于1×10-5 mol·L-1时视为沉淀完全,则在加P204萃取前已除尽的杂质离子有(填离子符号)。用P204萃取锰时具体操作为:先将混合液转入分液漏斗中,加入P204,盖上分液漏斗的玻璃塞,将分液漏斗倒置,约呈45°振荡,(填具体操作);重复以上操作,正立放铁圈上静置,最后分液。

    3. (3) 控制水相pH=5.2,温度25 ℃,分别用P507、Cyanex272作萃取剂,萃取剂浓度对萃取分离钴、镍的影响实验结果如图所示。

      两种萃取剂中(填“P507”或“Cyanex272”)的分离效果比较好,若选Cyanex272萃取剂,则最适宜的萃取剂浓度大约为mol·L-1

    4. (4) 往载钴有机相中加入 (填试剂名称)反萃取后得载钴水相。CoSO4溶液和(NH4)2C2O4溶液反应可制得一种难溶于水的浅粉红色粉末草酸钴(CoC2O4)。在空气中加热10. 98 g草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O) ,受热过程中在不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如下表所示,加热到890~920 ℃过程中生成的钴的氧化物的化学式为

      温度范围/℃

      150~210

      290~320

      890~920

      固体质量/g

      8.82

      4.82

      4.50

    5. (5) 室温下,用NaOH溶液调节钴萃余液,搅拌一段时间后,静置,离心分离得到淡绿色氢氧化镍固体,镍沉淀率可达99.62% ,若离心分离后的溶液中Ni2+的浓度为10-11 mol·L-1 , pH=

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