Question

【題目】鈷酸鋰電池應用廣泛，電池正極材料主要含有LiCoO2、導電劑乙炔黑、鋁箔及少量Fe，可通過下列實驗方法回收鈷、鋰。

幾種金屬離子沉淀完全(離子濃度為10-5mo/L)的pH如下表:

離子	Fe3+	Al3+	Fe2+	Co2+
溶液pH	3.2	4.7	9.0	9.2

回答下列問題:

(1)LiCoO2中，Co元素的化合價為________，濾液I的主要成分是_________。

(2)已知:氧化性Co3+>H2O2>Fe3+，“酸浸”過程中H2O2所起主要作用是_________。“調節pH”除去的離子主要有Al3+和_________。

(3)酸浸時浸出率隨溫度變化如圖所示，溫度升高至50℃以上時漫出率下降的原因是___________。

(4)“萃取”和“反萃取“可簡單表示為: Co2++2(HA)2 Co(HA2)2+2H+。則反萃取過程加入的試劑X是_____________。

(5)向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液，發生反應的離子方程式為____________。

(6)工業上用Li2CO3粗品制備高純Li2CO3可采用如下方法:將Li2CO3溶于鹽酸，加入如圖所示的電解槽，電解后向LiOH溶液中加入稍過量的NH4HCO3溶液，過濾、烘干得高純Li2CO3。

①電解槽中陽極的電極反應式是__________________。

②向LiOH溶液中加入稍過量的NH4HCO3溶液時，發生反應的化學方程式為__________。

Answer 1

【答案】 ＋3 NaAlO2、NaOH 將Co3+還原為Co2+ Fe3+ 溫度升高，H2O2分解速率加快，參與酸浸反應的H2O2的量減少，導致浸出率下降 H2SO4溶液 Co2+＋2HCO==CoCO3↓＋CO2↑＋H2O 2Cl－－2e－==Cl2↑ 2NH4HCO3＋2LiOH== Li2CO3↓＋(NH4)2CO3＋2H2O

【解析】本題主要考查對于回收鈷、鋰實驗方法的評價。

(1)LiCoO2中，Co元素的化合價為+3，鋁溶于氫氧化鈉溶液成為偏鋁酸鈉，濾液I的主要成分是NaAlO2、NaOH。

(2)已知:氧化性Co3+>H2O2>Fe3+，“酸浸”過程中H2O2所起主要作用是將Co3+還原為Co2+。“調節pH”除去的離子主要有Al3+和Fe3+。

(3)溫度升高至50℃以上時漫出率下降的原因是溫度升高，H2O2分解速率加快，參與酸浸反應的H2O2的量減少，導致浸出率下降。

(4)從反萃取產生CoSO4溶液可知反萃取過程加入的酸類試劑X是H2SO4溶液。

(5)向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液，發生反應的離子方程式為Co2+＋2HCO==CoCO3↓＋CO2↑＋H2O。

(6) ①電解槽中陽極的電極反應式是2Cl－－2e－==Cl2↑。

②向LiOH溶液中加入稍過量的NH4HCO3溶液時，發生反應的化學方程式為 2NH4HCO3＋2LiOH== Li2CO3↓＋(NH4)2CO3＋2H2O。