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從廢舊鋰離子電池【含LiCoO2、C6Li（Li嵌入石墨層間）、鋁箔、LiPF6電解質(zhì)和有機溶劑及少量的Cu、Fe、Ni、Zn】中回收鈷和鋰并制備Co3O4和Li2CO3的一種工藝流程如圖：菁優(yōu)網(wǎng)
已知：該工藝條件下，浸取液中含有的五種金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表：
金屬離子 Fe3+ Co2+ Cu2+ Ni2+ Zn2+
開始沉淀的pH 1.9 7.6 4.2 6.7
完全沉淀的pH 3.2 9.2 6.7 8.4 8.5（pH=10.5時開始溶解）
回答下列問題：
（1）“真空熱解”的溫度一般選擇600℃，沒有選擇更高溫度的主要原因是
溫度太高，碳容易轉化為CO，造成污染且能耗高
溫度太高，碳容易轉化為CO，造成污染且能耗高
。
（2）“還原酸浸”中LiCoO2發(fā)生反應的化學方程式為
2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O
2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O
；該工藝中只用鹽酸也可將LiCoO2還原，該反應的離子方程式為
2LiCoO2+2Cl-+4H+=2Li++Cl2↑+2Co2++2H2O
2LiCoO2+2Cl-+4H+=2Li++Cl2↑+2Co2++2H2O
；試分析選擇硫酸、H2O2溶液作浸取劑的優(yōu)點：
使用過氧化氫作氧化劑不會引入新雜質(zhì)
使用過氧化氫作氧化劑不會引入新雜質(zhì)
（答一點）。
（3）“凈化1”時調(diào)整溶液的pH為6.7，此時得到的沉淀有
Fe（OH）3、Zn（OH）2
Fe（OH）3、Zn（OH）2
（填化學式）。
（4）Co2（OH）2CO3在空氣中加熱可制得Co3O4，該反應的化學方程式為
3Co2（OH）2CO3+O2
△
2Co3O4+3CO2+3H2O
3Co2（OH）2CO3+O2
△
2Co3O4+3CO2+3H2O
。
（5）“凈化2”時，應將溶液的pH調(diào)整為
8.5
8.5
～
10.5
10.5
。
（6）溶液中c（Li+）=1mol?L-1，為使“沉鋰”后溶液中c（Li+）≤0.02mol?L-1，則5L溶液中至少要加Na2CO3固體
1319.7
1319.7
g?！炯僭O溶液體積不變，Ksp（Li2CO3）=8×10-4】

【答案】溫度太高，碳容易轉化為CO，造成污染且能耗高；2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O；2LiCoO2+2Cl-+4H+=2Li++Cl2↑+2Co2++2H2O；使用過氧化氫作氧化劑不會引入新雜質(zhì)；Fe（OH）3、Zn（OH）2；3Co2（OH）2CO3+O2
△
2Co3O4+3CO2+3H2O；8.5；10.5；1319.7
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：12引用：1難度：0.5
相似題

  • 1．實驗小組的同學對一粗鹽樣品進行初步提純．所用實驗儀器或用品如下：
    菁優(yōu)網(wǎng)
    （1）指出下列標號儀器的名稱
    B．
     
    ，C
     
    ，D
     
    ，F(xiàn)
     
    ，G
     
    ，H
     
    ．
    （2）提純的步驟是：溶解、過濾、
     
    ．
    （3）“過濾”操作的要點可概括為“一貼、二低、三靠”，其中“二低”的含義是
     
    ．

    發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：6引用：3難度：0.5

  • 2．四氧化三鈷（Co3O4）為典型半導體，具有成本低、來源廣、穩(wěn)定性好和催化活性高等優(yōu)點，廣泛應用于超級電容器、鋰離子電池、催化劑、氣體傳感器、壓敏陶瓷、磁性材料和顏料等領域。從工業(yè)鈷渣（含Co2O3、Fe2O3等）中提取Co3O4的工藝流程如圖所示。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    回答下列問題：
    （1）在“溶解還原”時，需要將鈷渣粉碎的目的是
     
    。已知Co3O4與Fe3O4相似，則其中鈷的化合價為
     
    價。
    （2）請寫出“溶解還原”過程中Co2O3轉化為Co2+的離子方程式：
     
    。
    （3）已知：“沉鈷”時用到（NH4）2C2O4溶液。（NH4）2C2O4溶液中，
    NH
    +
    4
    、C2
    O
    2
    -
    4
    、HC2
    O
    -
    4
    三種離子濃度由大到小的順序為
     
    。
    （4）10g鈷渣經(jīng)上述過程后得到agCoC2O4固體，然后在坩堝中加熱“煅燒”至恒重后的剩余固體的質(zhì)量為bg。
    ①寫出CoC2O4固體在空氣中“煅燒”反應的化學方程式：
     
    。
    ②若從鈷渣到CoC2O4（其中有95%的鈷元素來源于鈷渣）過程中，鈷元素的利用率為80%，且a-b=6，則agCoC2O4固體的物質(zhì)的量為
     
    mol,鈷渣中鈷的質(zhì)量分數(shù)為
     
    （保留三位有效數(shù)字）。

    發(fā)布：2024/11/5 8:0:2組卷：5引用：3難度：0.5

  • 3．LiCoO2（鈷酸鋰）是鋰離子電池的正極材料。以某海水為原料制備鈷酸鋰的一種流程如圖。菁優(yōu)網(wǎng)
    已知如下信息：
    ①該海水中含濃度較大的LiCl,含少量MgCl2、CaCl2、MnCl2等。
    ②碳酸鋰的溶解度與溫度關系如圖所示。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ③常溫下，幾種難溶物質(zhì)的溶度積數(shù)據(jù)如表：
    物質(zhì) Li2CO3 MgCO3 CaCO3 MnCO3 Mg（OH）2
    Ksp 2.5×10-2 6.8×10-6 2.8×10-9 2.3×10-11 6.0×10-10
    請回答下列問題：
    （1）LiCoO2中鈷的化合價為
     
    ，濾渣1主要成分有MgCO3、Mg（OH）2、CaCO3和
     
    （填化學式）。
    （2）調(diào)pH=5的目的是
     
    。
    （3）“沉鋰”包括過濾、洗滌等，宜用
     
    （填“熱水”或“冷水”）洗滌Li2CO3。加入純堿的量與鋰回收率的關系如表所示。
    序號 n（Na2CO3）/n（LiCl） 沉淀質(zhì)量/g 碳酸鋰含量/% 鋰回收率/%
    ① 0.9：1 10.09 92.36 77.67
    ② 1.0：1 10.97 90.19 82.46
    ③ 1.1：1 11.45 89.37 85.27
    ④ 1.2：1 12.14 84.82 85.45
    從生產(chǎn)成本考慮，宜選擇
     
    （填序號）方案投料。
    （4）“合成”中采用高溫條件，放出一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體。寫出“合成”發(fā)生反應的化學方程式
     
    。
    （5）若以甲烷燃料電池（稀H2SO4作電解質(zhì)溶液）為電源給鋰離子電池充電，則甲烷燃料電池的負極電極反應式為
     
    。

    發(fā)布：2024/11/5 8:0:2組卷：7引用：1難度：0.6
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