某锂离子电池正极由钴酸锂(LiCoO2)、铝箔、石墨等组成。某研究小组利用该锂离子电池正极材料回收制备Co3O4,同时回收锂,流程如图:

已知:i.锂离子电池充电时负极反应式为yC+xLi++xe-═LixCy,锂离子电池正极充放电过程中发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化。
ii.某些物质的溶解度(s)如表所示:
20 | 40 | 60 | 80 | |
s(Li2CO3)/g | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 |
s(Li2SO4)/g | 34.2 | 32.8 | 31.9 | 30.7 |
(1)过程Ⅰ浸出液产生气泡,钴酸锂发生反应的化学方程式为
2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2↑
△
2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2↑
。在取出正极材料之前需要先将废旧电池“放电处理”,其目的是 △
将Li+从负极中脱出,有利于锂在正极的回收
将Li+从负极中脱出,有利于锂在正极的回收
(答出两点)。(2)过程Ⅱ中,不同pH下金属离子的去除效果如图所示。该过程加碱调节pH的范围是
5.5~6.0
5.5~6.0
,其理由是 杂质Al3+的去除率很高,而Co2+去除率很低,损失率较小
杂质Al3+的去除率很高,而Co2+去除率很低,损失率较小
。
(3)过程Ⅳ中操作方法为:向滤液中加入稍过量的
Na2CO3
Na2CO3
,充分搅拌,蒸发浓缩、趁热过滤
蒸发浓缩、趁热过滤
,用热水洗涤后干燥。(4)过程Ⅴ中,常温下CoC2O4开始转化为Co(OH)2的pH为
8.5
8.5
。{已知:Ksp[Co(OH)2]=2.0×10-15,Ksp[CoC2O4]=4.0×10-8}【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2↑;将Li+从负极中脱出,有利于锂在正极的回收;5.5~6.0;杂质Al3+的去除率很高,而Co2+去除率很低,损失率较小;Na2CO3;蒸发浓缩、趁热过滤;8.5
△
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:8引用:1难度:0.5
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