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某種鋰離子電池的正極材料是將含有鈷酸鋰(LiCoO2)的正極粉均勻涂覆在鋁箔上制成的,可以再生利用.某校研究小組嘗試回收廢舊正極材料中的鈷.
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(1)25℃時,用圖1所示裝置進行電解,有一定量的鈷以Co2+的形式從正極粉中浸出,且兩極均有氣泡產(chǎn)生,一段時間后正極粉與鋁箔剝離.
①陰極的電極反應(yīng)式為:LiCoO2+4H++e-═Li++Co2++2H2O,陽極的電極反應(yīng)式為
4OH--4e-═O2↑+2H2O
4OH--4e-═O2↑+2H2O

②該研究小組發(fā)現(xiàn)硫酸濃度對鈷的浸出率有較大影響,一定條件下,測得其變化曲線如圖2所示.當(dāng)c(H2SO4)>0.4mol?L-1時,鈷的浸出率下降,其原因可能為
H+與LiCoO2在陰極的還原反應(yīng)相互競爭,當(dāng)c(H+)增大時,參與放電的H+增多(或有利于H+放電),所以鈷的浸出率下降
H+與LiCoO2在陰極的還原反應(yīng)相互競爭,當(dāng)c(H+)增大時,參與放電的H+增多(或有利于H+放電),所以鈷的浸出率下降

(2)電解完成后得到含Co2+的浸出液,且有少量正極粉沉積在電解槽底部.用以下步驟繼續(xù)回收鈷.
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①寫出“酸浸”過程中正極粉發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O
2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O
.該步驟一般在80℃以下進行,溫度不能太高的原因是
防止H2O2劇烈分解
防止H2O2劇烈分解

②已知(NH42C2O4溶液呈弱酸性,下列關(guān)系中正確的是
ac
ac
(填字母序號).
a.c (NH4+)>c(C2O42-)>c (H+)>c (OH-
b.c (H+)+c (NH4+)=c (OH-)+c(HC2O4-)+c(HC2O42-
c.c (NH4+)+c (NH3?H2O)=2[c(HC2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)].

【答案】4OH--4e-═O2↑+2H2O;H+與LiCoO2在陰極的還原反應(yīng)相互競爭,當(dāng)c(H+)增大時,參與放電的H+增多(或有利于H+放電),所以鈷的浸出率下降;2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O;防止H2O2劇烈分解;ac
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:25引用:2難度:0.5
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    (1)用足量(NH42SO4溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
    ①“浸出”前,鋅焙砂預(yù)先粉碎的目的是
     

    ②通過“浸出”步驟,鋅焙砂中的ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH34]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (2)“浸出”時As2O3轉(zhuǎn)化為
    A
    s
    O
    3
    -
    3
    ?!俺椤辈襟E①中用(NH42S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (3)“除重金屬”時,加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
     
    和BaSO4
    (4)“蒸氨”時會出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運用平衡移動原理解釋原因:
     

    (5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉(zhuǎn)化為ZnCO3的離子方程式為
     
    。
    (6)“煅燒”步驟中,不同溫度下,ZnCO3分解的失重曲線和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
    已知:?。腆w失重質(zhì)量分數(shù)=
    樣品起始質(zhì)量
    -
    剩余固體質(zhì)量
    樣品起始質(zhì)量
    ×100%。
    ⅱ.比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積;比表面積越大,產(chǎn)品ZnO的活性越高。
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    ①280℃時煅燒ZnCO3,300min后固體失重質(zhì)量分數(shù)為33.3%,則ZnCO3的分解率為
     
    %(保留到小數(shù)點后一位)。
    ②根據(jù)圖1和圖2,獲得高產(chǎn)率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面積>40m2?g-1)產(chǎn)品ZnO的最佳條件是
     
    (填字母序號)。
    a.恒溫280℃,60~120min
    b.恒溫300℃,240~300min
    c.恒溫350℃,240~300min
    d.恒溫550℃,60~120min
    (7)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有
     
    。

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:80引用:5難度:0.5
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