废旧锂离子电池的回收利用意义重大,其正极废料的主要成分是LiCoO2、铝、炭黑及其他微量杂质,回收利用的流程如图1:

(1)“碱浸”步骤中铝溶解的离子方程式为 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,“废渣1”的主要成分为 炭黑炭黑。
(2)LiCoO2中Co的化合价为 +3+3,“酸浸”步骤中LiCoO2固体溶解的化学方程式为 2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,反应中H2O2的作用为 还原剂还原剂。
(3)“酸浸”后的溶液中含有少量Fe3+、Al3+、Cu2+,离子的沉淀率随pH的变化如图2所示。“除杂”步骤中加入氨水调节溶液的pH约为 4.8~5.04.8~5.0,理由是 此时溶液中Al3+、Fe3+几乎完全形成沉淀,Co2+以离子形式存在于溶液中,溶液pH再大,Co2+形成的沉淀率迅速增大,而杂质Cu2+沉淀率反而降低此时溶液中Al3+、Fe3+几乎完全形成沉淀,Co2+以离子形式存在于溶液中,溶液pH再大,Co2+形成的沉淀率迅速增大,而杂质Cu2+沉淀率反而降低。

(4)母液中溶质的主要成分是 Li2SO4、(NH4)2SO4Li2SO4、(NH4)2SO4,生成Li2CO3固体的离子方程式为 2Li++CO32-=Li2CO3↓2Li++CO32-=Li2CO3↓。
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;炭黑;+3;2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O;还原剂;4.8~5.0;此时溶液中Al3+、Fe3+几乎完全形成沉淀,Co2+以离子形式存在于溶液中,溶液pH再大,Co2+形成的沉淀率迅速增大,而杂质Cu2+沉淀率反而降低;Li2SO4、(NH4)2SO4;2Li++CO32-=Li2CO3↓
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:16引用:1难度:0.6
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