第三章水溶液中的离子反应与平衡复习（第二课时）课件高二上学期化学人教版选择性必修1

水溶液中的离子反应与平衡复习

（第二课时）隔膜负极板正极板LiCoO2主要成分课堂任务：废旧锂离子电池正极材料的回收回收任务:回收Co回收Li任务拆解以CoCO3回收Co以Li2CO3回收Li回收流程设计ⅠⅡⅢLiCoO2√以Li2CO3回收Li任务一：分析Li元素的转化原理沉淀剂LiCoO2(s)Li2CO3(s)Li+

(aq)

酸+1+1①②2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2Oi任务二：选择合适的沉淀剂可选试剂：Na2CO3溶液、

NaHCO3溶液、

NH4HCO3溶液已知：工业上选择的沉淀剂为Na2CO3溶液为什么不选NH4HCO3?任务二：选择合适的沉淀剂Li2CO3LiOHKsp溶解度g/100gH2O12.828.48×10-4

KspCoCO3Co(OH)21×10-131×10-15任务三：探究所选沉淀剂的可行性模型建构迁移应用Co2+可行性分析CoCO3是否可以生成?Co(OH)2是否不能生成?Co(OH)2是否可以转化成CoCO3?Li+可行性分析Li2CO3是否可以生成?LiOH是否不能生成?LiOH是否可以转化成Li2CO3?任务三：探究所选沉淀剂的可行性1.Li2CO3是否可以生成?可行性分析计算1：假设溶液中c(Li+)=0.1mol/L，加入0.1mol/L的Na2CO3溶液，是否可以生Li2CO3?Li+是否可以Li2CO3的形式沉淀完全?(c(Li+)<10-5mol/L视为沉淀完全)Li2CO3LiOHKsp28.48×10-4计算1：假设溶液中

c(Li+)=0.1mol/L，加入0.1mol/L的Na2CO3溶液，是否可以生成Li2CO3?Li+是否可以Li2CO3的形式沉淀完全?(c(Li+)<10-5mol/L视为沉淀完全)Q=c(Li+)2·

c(CO32-)

=1×10-3>8×10-4=

Ksp(Li2CO3)使Li+完全沉淀所需的c(CO32-)为：c(CO32-)=

Ksp(Li2CO3)—————(1×10-5)2=8×106mol/L

>>0.1mol/LLi2CO3可以生成Li+不能以Li2CO3的形式沉淀完全任务三：探究所选沉淀剂的可行性1.Li2CO3是否可以生成?可行性分析20oCNa2CO3NaHCO3NH4HCO3溶解度g/100gH2O207.821.7饱和溶液

cmol/L1.60.862.4i任务三：探究所选沉淀剂的可行性选择饱和Na2CO3溶液适当升温，降低Li2CO3的溶解度1.Li2CO3是否可以生成?可行性分析趁热过滤√任务三：探究所选沉淀剂的可行性2.LiOH是否不能生成?可行性分析计算2：假设溶液中

c(Li+)=0.1mol/L，试计算LiOH的离子积，判断LiOH是否可以生成?已知：c(Na2CO3)=0.1mol/L,pH=11.6Li2CO3LiOHKsp28.48×10-4计算2：假设溶液中

c(Li+)=0.1mol/L，试计算LiOH的离子积，判断LiOH是否可以生成?Q=c(Li+)·

c(OH-)

=1×10-3.4<28.4

=

Ksp(LiOH

)由

pH=11.6

则

c(OH-)=1×10-2.4mol/L

LiOH不能生成任务三：探究所选沉淀剂的可行性所选沉淀剂：Na2CO3溶液

1.Li2CO3可以生成可行性分析√2.LiOH

不能生成3.LiOH是否可以转化成Li2CO3?

√任务三：探究所选沉淀剂的可行性3.LiOH是否可以转化成Li2CO3?可行性分析计算3：判断LiOH是否可以接近完全转化成Li2CO3?2LiOH(s)+CO32-(aq)⇌Li2CO3(s)+2OH-(aq)Li2CO3LiOHKsp28.48×10-4计算3：判断LiOH是否可以接近完全转化成Li2CO3?2LiOH(s)+CO32-(aq)⇌Li2CO3(s)+2OH-(aq)=——————

K=————————

c(CO32-)Ksp(LiOH)2

c(OH-)2

·c(Li+)2

Ksp(Li2CO3)

·c(Li+)2

=—————

28.4×28.48.2×10-4>105

LiOH可以接近完全转化为Li2CO3计算3：试比较沉淀转化方程式的Q和K，判断Co(OH)2是否可以接近完全转化成CoCO3?Co(OH)2(s)+CO32-(aq)⇌CoCO3(s)+2OH-(aq)=——————

K

Ksp(Co(OH)2)

Ksp(CoCO3)

≈

1.0×10-2

Q=————c(OH-)2

c(CO32-)≈

————(10-6.2)2

1×10-4.2

<<K

计算3：判断LiOH是否可以接近完全转化成Li2CO3?2LiOH(s)+CO32-(aq)⇌Li2CO3(s)+2OH-(aq)=——————

K=————————

c(CO32-)Ksp(LiOH)2

c(OH-)2

·c(Li+)2

Ksp(Li2CO3)

·c(Li+)2

=—————

28.4×28.48.2×10-4>105

第一课时：Co(OH)2转化成CoCO3第二课时：LiOH转化成Li2CO3任务三：探究所选沉淀剂的可行性1.Li2CO3可以生成可行性分析√2.LiOH

不能生成3.LiOH可以接近完全转化成Li2CO3√√所选沉淀剂：Na2CO3溶液

任务拆解以CoCO3回收Co以Li2CO3回收LiⅠⅡLiCoO22LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2ONH4HCO3溶液Na2CO3溶液回收流程设计Ⅲ如何实现Co2+和Li+的分别沉淀?√√任务四：Co2+和Li+的分步沉淀方法一：萃取/反萃取法水相CoSO4溶液Li2SO4溶液萃取水相(Li2SO4溶液)有机相反萃取有机相水相(CoSO4溶液)沉钴NH4HCO3溶液饱和Na2CO3溶液沉锂过滤过滤再生回收任务四：Co2+和Li+的分步沉淀方法二：沉淀剂法Co(OH)2CoCO3CoC2O4Ksp近似值1.0×10-151.0×10-136.0×10-8Li2C2O4可溶于水可选试剂：Na2C2O4溶液、(NH4)2C2O4溶液(浓度相同)思考：选择哪一种沉淀剂?原因是什么?√沉钴浓缩沉锂饱和(NH4)2C2O4溶液饱和Na2CO3溶液CoC2O4Li2CO3CoCO3粉碎LiCoO2酸浸4mol/LH2SO4H2O2溶液80oC任务五：完整回收流程的设计CoCO3CoC2O4Ksp近似值1.0×10-136.0×10-8√?小结理论分析实验验证模型建构迁移应用水的电离平衡弱酸的电离平衡沉淀