摘要:12.(1)蒸发皿坩埚 (2)改用Ba(NO3)2会使溶液中引入新的杂质离子NO.以后操作中无法除去 (3)取上层清液加入BaCl2溶液.若无沉淀说明SO已除尽 (4)除去过量的Ba2+减少一次过滤操作 (5)除去溶解在溶液中的CO2

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废旧物的回收利用既有利于节约资源,又有利于保护环境.某研究小组同学以废旧锌锰干电池为原料,将废旧电池含锌部分转化成ZnSO4?7H2O,含锰部分转化成纯度较高的MnO2,将NH4Cl溶液应用于化肥生产中,实验流程如下:

(1)操作②中所用的加热仪器应选
坩埚
坩埚
(填“蒸发皿”或“坩埚”).
(2)将溶液A处理的第一步是加入氨水调节pH为9,使其中的Fe3+和Zn2+ 沉淀,请写出氨水和Fe3+反应的离子方程式:
Fe3++3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
Fe3++3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+

(3)操作⑤是为了除去溶液中的Zn2+.已知25℃时,一些数据见下表:
NH3?H2O的Kb Zn 2+完全沉淀的pH Zn(OH)2溶于碱的pH
1.8×10-5 8.9 >11
由上表数据分析应调节溶液pH最好为
a
a
(填字母).
a.9     b.10     c.11
(4)MnO2精处理的主要步骤:
步骤1:用3%H2O2和6.0mol?L-1的H2SO4的混合液将粗MnO2溶解,加热除去过量H2O2,得MnSO4溶液(含少量Fe3+ ).反应生成MnSO4的离子方程式为
MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2
MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2

步骤2:冷却至室温,滴加10%氨水调节pH为6,使Fe 3+ 沉淀完全,再加活性炭搅拌,抽滤.加活性炭的作用是
吸附聚沉,有利于氢氧化铁形成较大沉淀颗粒
吸附聚沉,有利于氢氧化铁形成较大沉淀颗粒

步骤3:向滤液中滴加0.5mol?L-1的Na2CO3溶液,调节pH至7,滤出沉淀、洗涤、干燥,并在空气中灼烧至黑褐色,生成MnO2.灼烧过程中反应的化学方程式为
2MnCO3+O2
  △  
.
 
2MnO2+2CO2
2MnCO3+O2
  △  
.
 
2MnO2+2CO2

(5)查文献可知,粗MnO2的溶解还可以用盐酸或者硝酸浸泡,然后制取MnCO3固体.
①在盐酸和硝酸溶液的浓度均为5mol?L-1、体积相等和最佳浸泡时间下,浸泡温度对MnCO3产率的影响如图1,由图看出两种酸的最佳浸泡温度都在
60
60
℃左右.
②在最佳温度、最佳浸泡时间和体积相等下,酸的浓度对MnCO3产率的影响如图2,由图看出硝酸的最佳浓度应选择
6
6
mol?L-1左右.
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CoxFe3xO4磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。工业上以FeSO4为原料制备CoxFe3xO4的主要步骤如下:

1步骤是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液,在40下搅拌生成FeOOH晶种。生成晶种的化学方程式为??????

2步骤将晶种移到放有FeSO4溶液和铁皮的生长槽中,升温到60,吹入空气,待晶种长大到一定尺寸后,过滤、水洗、干燥,得FeOOH粉末。生长槽中放入铁皮的目的是?????? ,吹入空气的作用为??? ???

3步骤FeOOH200300下加热脱水,生成红色Fe2O3。实验室完成该操作需要下列仪器中的??? ??? (填字母)

a.蒸发皿  b.烧杯  c.坩埚  d.泥三角  e.酒精灯

4步骤通入H2,加热至300400,生成Fe3O4。通入H2前要向加热炉中通入N2,其作用为??? ???

5步骤加入CoSO4溶液,所得粗产品经过滤、洗涤、干燥即得成品。检验粗产品洗涤干净的实验操作和现象是????????

6某研究小组欲用锂离子电池正极废料(LiCoO2、铝箔、铁的氧化物)制备CoSO4·7H2O晶体。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L1计算)

金属离子

开始沉淀的pH

沉淀完全的pH

Fe3

1.1

3.2

Fe2

5.8

8.8

Co2

6.9

9.4

 

请完成下列实验步骤(可选用的试剂:H2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液)

N-甲基吡咯烷酮在120下浸洗正极废料,使LiCoO2与铝箔分离,得到LiCoO2粗品并回收铝。

????????

向所得粗品CoSO4溶液中加入NaOH溶液,调节pH约为5,过滤。

????????

Co(OH)2沉淀溶于稀硫酸中,蒸发浓缩、降温结晶,得到CoSO4·7H2O晶体。

 

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