2020年我国废旧锂离子电池的产生将达到爆发期，某高校实验室利用废旧钴酸锂正极片进行钴酸锂...

2020年我国废旧锂离子电池的产生将达到爆发期，某高校实验室利用废旧钴酸锂正极片进行钴酸锂的再生工艺设计如下，请回答下列问题：

(1)拆解废旧电池前需要进行放电，以避免在拆解过程中因局部短路起火，放电方式为电化学放电，可以将废旧电池浸泡在_____________中进行放电。

A．酒精　　　　　　 B．98%H2SO4C．Na2SO4溶液

(2)预处理时，钴酸锂(Li0.5CoO2)高温下分解得到LiCoO2、Co3O4和一种气体，该反应的化学方程式为_________________。

(3)已知难溶物CoC2O4的Ksp=4.0×10-6，一般认为离子浓度达到10-5mol/L时即完全除尽。沉钴过程中，当Co2+完全沉淀时，溶液中的浓度至少为_________mol/L。

(4)沉钴过程中，草酸盐体系中钴离子形态分布如图，在不同pH范围钴离子形态不同的原因___________________。

(5)在空气氛围下CoC2O4∙2H2O氧化分解制备Co3O4的失重曲线如图所示，已知失重率大约为19.7%；失重率大约为36.3%；失重率大约为3.0%。请写出发生的化学反应方程式______________________。

(6)已知生成草酸钴的过程为吸热过程。在，沉淀时间，考察温度对Co2+沉淀率的影响，结果如图所示，沉淀率呈先增大后减小的趋势的原因可能____________。

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析

磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片（磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等）可再生利用，其工艺流程如下：

已知：碳酸锂在水中的溶解度，0℃时为1.54g，90℃时为0.85g，100℃时为0.71g。

（1）上述流程中至少需要经过______次过滤操作。

（2）“氧化”发生反应的离子方程式为__________；若用HNO3代替H2O2不足之处是_____。

（3）①已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。常温下，在Fe(OH)3悬浊液中，当溶液的pH=3.0时，Fe3+的浓度为________mol/L。

②实际生产过程中，“调节pH”生成沉淀时，溶液pH与金属元素的沉淀百分率(ω)的关系如下表：

则最佳的沉淀pH=________。

（4）“沉锂" 时的温度应选（填标号）______为宜，并用___洗涤（填“热水" 或“冷水"）。

a．90℃　　　　　　　　 b．60 ℃　　　　　　　　 c．30 ℃　　　　　　　　　　 d．0 ℃

（5）磷酸亚铁锂电池在工作时，正极发生LiFePO4和FePO4的转化，该电池放电时正极的电极反应式为________。

（6）工业上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料高温焙烧制备 LiFePO4，该反应的化学方程式为________

高三化学工业流程困难题查看答案及解析

磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片（磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等）可再生利用，其工艺流程如下：

已知：碳酸锂在水中的溶解度，0℃时为1.54g，90℃时为0.85g，100℃时为0.71g。

（1）上述流程中至少需要经过______次过滤操作。

（2）“氧化”发生反应的离子方程式为__________；若用HNO3代替H2O2不足之处是_____。

（3）①已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。常温下，在Fe(OH)3悬浊液中，当溶液的pH=3.0时，Fe3+的浓度为________mol/L。

②实际生产过程中，“调节pH”生成沉淀时，溶液pH与金属元素的沉淀百分率(ω)的关系如下表：

则最佳的沉淀pH=________。

（4）“沉锂" 时的温度应选（填标号）______为宜，并用___洗涤（填“热水" 或“冷水"）。

a．90℃　　　　　　　　 b．60 ℃　　　　　　　　 c．30 ℃　　　　　　　　　　 d．0 ℃

（5）磷酸亚铁锂电池在工作时，正极发生LiFePO4和FePO4的转化，该电池放电时正极的电极反应式为________。

（6）工业上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料高温焙烧制备 LiFePO4，该反应的化学方程式为________

高三化学工业流程困难题查看答案及解析

（14分）某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂（LiCoO2）的正极粉均匀涂覆在铝箔上制成的，可以再生利用。某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴。

（1）25℃时，用图1所示装置进行电解，有一定量的钴以Co2+的形式从正极粉中浸出，且两极均有气泡产生，一段时间后正极粉与铝箔剥离。

①阴极的电极反应式为：LiCoO2 + 4H+ + e- === Li+ + Co2+ + 2H2O 、　　　　　　 。

阳极的电极反应式为　　　　　　 。

②该研究小组发现硫酸浓度对钴的浸出率有较大影响，一定条件下，测得其变化曲线如图2所示。当c(H2SO4) > 0.4 mol·L-1时，钴的浸出率下降，其原因可能为　　　　　　 。

（2）电解完成后得到含Co2+的浸出液，且有少量正极粉沉积在电解槽底部。用以下步骤继续回收钴。

①写出“酸浸”过程中正极粉发生反应的化学方程式　　　　　　 。该步骤一般在80℃以下进行，温度不能太高的原因是　　　　　　 。

②已知(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性，下列关系中正确的是　　　　　　 （填字母序号）。

a.c (NH4+)> c(C2O42-)>c (H+)>c (OH-)

b.c (H+) +c (NH4+) =c (OH-) + c(HC2O4-)+c(C2O42-)

c.c (NH4+)+ c (NH3•H2O ) = 2[c(C2O42-) + c(HC2O4-) + c(H2C2O4)]

（3）已知所用锂离子电池的正极材料为x g，其中LiCoO2（M = 98 g·mol-1）的质量分数为a%，则回收后得到CoC2O4•2H2O （M = 183 g·mol-1）的质量不高于　　　　　　 g。

高三化学简答题极难题查看答案及解析

某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂（LiCoO2）的正极粉均匀涂覆在铝箔上制成的，可以再生利用．某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴。

(1)25℃时，用图1所示装置进行电解，有一定量的钴以Co2+的形式从正极粉中浸出，且两极均有气泡产生，一段时间后正极粉与铝箔剥离。

①阴极的电极反应式为：LiCoO2+4H++e-=Li++Co2++2H2O，阳极的电极反应式为______。

②该研究小组发现硫酸浓度对钴的浸出率有较大影响，一定条件下，测得其变化曲线如图2所示。当c（H2SO4）＞0.4mol•L-1时，钴的浸出率下降，其原因可能为______。

(2)电解完成后得到含Co2+的浸出液，且有少量正极粉沉积在电解槽底部。用以下步骤继续回收钴。

①写出“酸浸”过程中正极粉发生反应的化学方程式______。该步骤一般在80℃以下进行，温度不能太高的原因是______。

②已知（NH4）2C2O4溶液呈弱酸性，下列关系中正确的是______（填字母序号）。

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)]

高三化学综合题简单题查看答案及解析

某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂(LiCoO2)的正极粉均匀涂覆在铝箔上制成的，可以再生利用。某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴。

（1）25℃时，用图1所示装置进行电解，有一定量的钴以Co2+的形式从正极粉中浸出，且两极均有气泡产生，一段时间后正极粉与铝箔剥离。

①阴极的电极反应式为：LiCoO2+4H++e-=Li++Co2++2H2O、　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②该研究小组发现硫酸浓度对钴的浸出率有较大影响，一定条件下，测得其变化曲线如图2所示。当c(H2SO4)>0.4mol/L时，钴的浸出率下降，其原因可能为

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）电解完成后得到含Co2+的浸出液，且有少量正极粉沉积在电解槽底部。用以下步骤继续回收钴。

①写出“酸浸”过程中正极粉发生反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。该步骤一般在80℃以下进行，温度不能太高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②已知(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性，下列关系中正确的是　　　　　　　　　　　　　　 (填字母序号)。

A．c(NH4+) > c(C2O42-) > c(H+) > c(OH-)

B．c(H+) + c(NH4+) = c(C2O42-) + c(OH-) + c(HC2O4-)　　

C．c(NH4+) + c(NH3·H2O) = 2[c(C2O42-) + c(HC2O4-) + c(H2C2O4 )]　

（3）已知所用锂离子电池的正极材料为x g，其中LiCoO2 的质量分数为a%，则回收后得到CoC2O4·2H2O 的质量不高于　　　　　　　　　　　　 g。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

镍钴锰酸锂电池是一种高功率动力电池。采用废旧锂离子电池回收工艺制备镍钴锰酸锂三元正极材料(LiNi1－x－y) Cox MnyO2)的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）能够提高碱浸效率的方法有___________(至少写两种)。

（2）废旧锂离子电池拆解前进行“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是__________。

（3）LiCoO2中Co元素化合价为_____，其参与“还原”反应的离子方程式为_____________。

（4）溶液温度和浸渍时间对钻的浸出率影响如图所示：

则浸出过程的最佳条件是__________。

（5）已知溶液中Co2+的浓度为1.0mol·L－1，缓慢通入氨气，使其产生Co(OH)2沉淀，列式计算Co2+沉淀完全时溶液的pH______________(已知离子沉淀完全时c(Co2+)≤1.0×10－5mol·L－1，Ksp[Co(OH)2]=2.0×10－15，1g2=0.3，溶液体积变化忽略不计)

（6）写出“高温烧结固相合成”过程的化学方程式___________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

实验室里，从废旧钴酸锂离子电池的正极材料（在铝箔上涂覆活性物质LiCoO2）中，回收钴、锂的操作流程如下图所示：

回答下列问题。

（1）拆解废旧电池获取正极材料前，先将其浸入NaCl溶液中，使电池短路而放电，此时溶液温度升高，该过程中能量的主要转化方式为____。

（2）“碱浸”过程中产生的气体是____；“过滤”所得滤液用盐酸处理可得到氢氧化铝，反应的化学方程式为____。

（3）“酸浸”时主要反应的离子方程式为____；若硫酸、Na2S2O3溶液用一定浓度的盐酸替代，也可以达到“酸浸”的目的，但会产生____（填化学式）污染环境。

（4）“沉钴”时，调pH所用的试剂是____；“沉钴”后溶液中c（Co2+）=____。（已知：Ksp[Co（OH）2]=1.09×l0-15）

（5）在空气中加热Co（OH）2，使其转化为钴的氧化物。加热过程中，固体质量与温度的关系如左下图所示。290～500℃，发生反应的化学方程式为____。

（6）根据右下图判断，“沉锂”中获得Li2CO3固体的操作主要包括____、____、洗涤、干燥等步骤。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

实验室里，从废旧钴酸锂离子电池的正极材料（在铝箔上涂覆活性物质LiCoO2）中，回收钴、锂的操作流程如下图所示：

回答下列问题。

（1）拆解废旧电池获取正极材料前，先将其浸入NaCl溶液中，使电池短路而放电，此时溶液温度升高，该过程中能量的主要转化方式为____。

（2）“碱浸”过程中产生的气体是____；“过滤”所得滤液用盐酸处理可得到氢氧化铝，反应的化学方程式为____。

（3）“酸浸”时主要反应的离子方程式为____；若硫酸、Na2S2O3溶液用一定浓度的盐酸替代，也可以达到“酸浸”的目的，但会产生____（填化学式）污染环境。

（4）“沉钴”时，调pH所用的试剂是____；“沉钴”后溶液中c（Co2+）=____。（已知：Ksp[Co（OH）2]=1.09×l0-15）

（5）在空气中加热Co（OH）2，使其转化为钴的氧化物。加热过程中，固体质量与温度的关系如左下图所示。290～500℃，发生反应的化学方程式为____。

（6）根据右下图判断，“沉锂”中获得Li2CO3固体的操作主要包括____、____、洗涤、干燥等步骤。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

镍钴锰酸锂电池是一种高功率动力电池。采用废旧锂离子电池回收工艺制备镍钴锰酸锂三元正极材料(铝电极表面涂有LiNi1－x－yCoxMnyO2)的工艺流程如图所示：

回答下列问题

（1）废旧锂离子电池拆解前进行“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是_______。

（2）能够提高“碱浸”效率的方法有______(至少写两种)。

（3）“碱浸”过程中，铝溶解的离子方程式为_____。

（4）实验室模拟“碱浸”后过滤的操作，需用到的玻璃仪器有_____；过滤后需洗涤，简述洗涤的操作过程：_____。

（5）LiCoO2参与“还原”反应的离子方程式为_______。

（6）溶液温度和浸渍时间对钴的浸出率影响如图所示：

则浸出过程的最佳条件是______。

（7）已知溶液中Co2+的浓度为1.0mol·L－1，缓慢通入氨气，使其产生Co(OH)2沉淀，则Co2+沉淀完全时溶液的最小pH为______(已知：离子沉淀完全时c(Co2+)≤1.0×10－5mol·L－1，Ksp[Co(OH)2]=4.0×10－15，1g2=0.3，溶液体积变化忽略不计)。

（8）写出“高温烧结固相合成”过程的化学方程式：_______。

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