Question

【题目】钴酸锂电池应用广泛，电池正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及少量Fe，可通过下列实验方法回收钴、锂。

几种金属离子沉淀完全(离子浓度为10-5mo/L)的pH如下表:

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

回答下列问题:

(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为________，滤液I的主要成分是_________。

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

(3)酸浸时浸出率随温度变化如图所示，温度升高至50℃以上时漫出率下降的原因是___________。

(4)“萃取”和“反萃取“可简单表示为: Co2++2(HA)2 Co(HA2)2+2H+。则反萃取过程加入的试剂X是_____________。

(5)向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液，发生反应的离子方程式为____________。

(6)工业上用Li2CO3粗品制备高纯Li2CO3可采用如下方法:将Li2CO3溶于盐酸，加入如图所示的电解槽，电解后向LiOH溶液中加入稍过量的NH4HCO3溶液，过滤、烘干得高纯Li2CO3。

①电解槽中阳极的电极反应式是__________________。

②向LiOH溶液中加入稍过量的NH4HCO3溶液时，发生反应的化学方程式为__________。

Answer 1

【答案】 ＋3 NaAlO2、NaOH 将Co3+还原为Co2+ Fe3+ 温度升高，H2O2分解速率加快，参与酸浸反应的H2O2的量减少，导致浸出率下降 H2SO4溶液 Co2+＋2HCO==CoCO3↓＋CO2↑＋H2O 2Cl－－2e－==Cl2↑ 2NH4HCO3＋2LiOH== Li2CO3↓＋(NH4)2CO3＋2H2O

【解析】本题主要考查对于回收钴、锂实验方法的评价。

(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为+3，铝溶于氢氧化钠溶液成为偏铝酸钠，滤液I的主要成分是NaAlO2、NaOH。

(2)已知:氧化性Co3+>H2O2>Fe3+，“酸浸”过程中H2O2所起主要作用是将Co3+还原为Co2+。“调节pH”除去的离子主要有Al3+和Fe3+。

(3)温度升高至50℃以上时漫出率下降的原因是温度升高，H2O2分解速率加快，参与酸浸反应的H2O2的量减少，导致浸出率下降。

(4)从反萃取产生CoSO4溶液可知反萃取过程加入的酸类试剂X是H2SO4溶液。

(5)向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液，发生反应的离子方程式为Co2+＋2HCO==CoCO3↓＋CO2↑＋H2O。

(6) ①电解槽中阳极的电极反应式是2Cl－－2e－==Cl2↑。

②向LiOH溶液中加入稍过量的NH4HCO3溶液时，发生反应的化学方程式为 2NH4HCO3＋2LiOH== Li2CO3↓＋(NH4)2CO3＋2H2O。