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.
(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↑+2H2O4OH--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.
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↑+4H2O2LiCoO2+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(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性,下列關(guān)系中正確的是 acac(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】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:25引用:2難度:0.5
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(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)=×100%。樣品起始質(zhì)量-剩余固體質(zhì)量樣品起始質(zhì)量
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。
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
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
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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