锂离子电池应用很广。某种锂离子二次电池的电极材料主要是钴酸锂（LiCoO2）和石墨。钴是一种稀有的贵重金属，废旧锂离子电池电极材料的回收再生意义重大。
（1）锂离子电池（又称锂离子浓差电池）的工作原理：
i.充电过程：Li+从含LiCoO2的电极中脱出，正三价Co被氧化，此时该极处于贫锂态（Li1-xCoO2）。
ii.放电过程原理如图1所示：
①放电时，电子的流动方向为 bb→K2K2→K3K3→aa（填“a”、“b”、“K2”或“K3”）。
②放电时，正极的电极反应式为 Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2。
（2）钴酸锂回收再生流程如图2所示：
①“酸浸”时H2O2的作用为 还原LiCoO2还原LiCoO2。
②相同反应时间内，钴的浸出率随温度变化如图3所示。随温度升高，钴的浸出率先升高后降低的原因为 80℃之前，升高温度，反应速率加快，所以浸出率增大，80℃后，升高温度，过氧化氢分解速率增大，过氧化氢浓度下降，使浸出率反而降低80℃之前，升高温度，反应速率加快，所以浸出率增大，80℃后，升高温度，过氧化氢分解速率增大，过氧化氢浓度下降，使浸出率反而降低。
③“酸浸”时可用盐酸代替H2SO4和H2O2，但缺点是 反应过程中会产生氯气，易造成污染反应过程中会产生氯气，易造成污染。
④已知草酸为二元弱酸，沉钴过程中，溶液的酸性不断增强，用化学平衡移动原理解释其原因为 草酸溶液中存在电离平衡：H2C2O4⇌H++HC2O-4，HC2O-4⇌H++C2O2-4，沉钴过程中，Co2+结合C2O2-4生成CoC2O4沉淀，使c（C2O2-4）减小，促进电离平衡正向移动，所以氢离子浓度增大，溶液的酸性不断增强草酸溶液中存在电离平衡：H2C2O4⇌H++HC2O-4，HC2O-4⇌H++C2O2-4，沉钴过程中，Co2+结合C2O2-4生成CoC2O4沉淀，使c（C2O2-4）减小，促进电离平衡正向移动，所以氢离子浓度增大，溶液的酸性不断增强。
⑤高温下，在O2存在时，纯净的Co2C2O4与Li2CO3再生为LiCoO2的化学方程式为 4CoC2O4+2Li2CO3+3O2 高温 4LiCoO2+10CO24CoC2O4+2Li2CO3+3O2 高温 4LiCoO2+10CO2。
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高温
高温
【答案】b；K2；K3；a；Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2；还原LiCoO2；80℃之前，升高温度，反应速率加快，所以浸出率增大，80℃后，升高温度，过氧化氢分解速率增大，过氧化氢浓度下降，使浸出率反而降低；反应过程中会产生氯气，易造成污染；草酸溶液中存在电离平衡：H2C2O4⇌H++HC2，HC2⇌H++C2，沉钴过程中，Co2+结合C2生成CoC2O4沉淀，使c（C2）减小，促进电离平衡正向移动，所以氢离子浓度增大，溶液的酸性不断增强；4CoC2O4+2Li2CO3+3O2 4LiCoO2+10CO2
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【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：32引用：2难度：0.6
