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。
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。
③常溫下,幾種難溶物質的溶度積數據如表:
物質 |
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)LiCoO
2中鈷的化合價為
,濾渣1主要成分有MgCO
3、Mg(OH)
2、CaCO
3和
(填化學式)。
(2)調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Li
2CO
3。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H
2SO
4作電解質溶液)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
。