TESLA电动汽车的电池采用了松下提供的NCA系列（镍钴铝体系）的18650A型钴酸锂（L...

TESLA电动汽车的电池采用了松下提供的NCA系列（镍钴铝体系）的18650A型钴酸锂（LiCoO2）锂离子电池。电池正极材料为钴酸锂（LiCoO2），负极材料是石墨（C6）。电池反应为：

LiCoO2＋C6C6Lix＋Li1－xCoO2。下列有关说法不正确的是

A．锂离子电池与传统铅蓄电池相比，具有高比能量（比能量指的是单位重量或单位体积的能量）的特点

B．废旧锂离子电池先进行“放电处理”让Li+进入石墨（C6）中而利于回收

C．放电时，正极锂的化合价未发生改变

D．充电时电池标有（+）的极上发生的反应为：LiCoO2—x e－=== Li1－x CoO2＋xLi+

高三化学选择题中等难度题查看答案及解析

TESLA电动汽车的电池采用了松下提供的NCA系列（镍钴铝体系）的18650A型钴酸锂(LiCoO2)锂离子电池。电池正极材料为钴酸锂(LiCoO2)，负极材料是石墨(C6)。电池反应为： LiCoO2＋C6C6Lix＋Li1－xCoO2。下列有关说法不正确的是

A．锂离子电池与传统铅蓄电池相比，具有高比能量(比能量指的是单位重量或单位体积的能量)的特点

B．废旧锂离子电池先进行“放电处理”让Li+进入石墨（C6）中而利于回收

C．放电时，正极锂的化合价未发生改变

D．充电时电池正极上发生的反应为：LiCoO2—x e－=== Li1－x CoO2＋xLi+

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特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如右图，A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li+的高分子材料。隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2，下列说法不正确的是

A. 据题意分析可知该隔膜只允许Li+通过，放电时Li+从左边移向右边

B. 放电时，正极锂的化合价未发生改变

C. 废旧钴酸锂电池进行“放电处理”让Li+进入石墨中而有利于回收

D. 充电时阳极的电极反应式为： LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+

【答案】C

【解析】电解质是能传导Li+的高分子材料，所以隔膜只允许Li+通过，根据图示，A是负极，放电时Li+从左边移向右边，故A正确；放电时，正极Co元素化合价降低、锂的化合价未发生改变，故B正确；“放电处理”，Li+进入Li1-xCoO2中，故C错误；充电时阳极失电子发生氧化反应，电极反应式为： LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+，故D正确。

点睛：原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应；电解质溶液中阳离子移向正极、阴离子移向负极。

【题型】单选题
【结束】
7

下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是

A. 0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液：c(OH-)=c(HCO3-)+c(H+)+ c(H2CO3)

B. pH 相等的NaF 与CH3COOK 溶液：[c(Na+)-c(F-)]>[c(K+)-c(CH3COO-)]

C. pH相等的①NH4Cl  ②(NH4)2SO4　 ③NH4HSO4 溶液，NH4+大小顺序为①=②>③

D. 0.2 mol·L-1HCl与0.1 mol·L-1NaAlO2 溶液等体积混合：c(Cl-)>c(Na+)>c(H+)>c(Al3+)>c(OH-)

高三化学单选题困难题查看答案及解析

钴酸锂(LiCoO2)是锂离子电池的一种重要正极材料。可利用湿法冶金工艺处理精选后的锂离子电池正极材料（LiCoO2、乙炔黑）重新制备高纯度LiCoO2，其流程如下。（已知：LiCoO2难溶于水，Li2CO3微溶于水、难溶于醇，CoCO3难溶于水和醇）

(l) H2O2的作用是____。

(2)“浸取”时若加入盐酸，Cl-被LiCoO2氧化产生Cl2。请写出该反应的离子方程式 ____。

(3)向含Co2+、Li+溶液中加入乙醇的作用 ___，滤渣b的主要成分是____（填化学式）。

(4)在空气中“煅烧”时发生的总化学方程式为 ___。

(5)可用碘量法来测定产品中钴的含量。取mg样品溶于稀硫酸，加入过量KI，以淀粉为指示剂，用c mol/L Na2S2O3标准溶液进行滴定，达到滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液VmL，则产品中钴的含量为____（以Co2O3计）。有关反应：LiCoO2+4H+=Li++Co3++2H2O，2Co3++2I-=2Co2++I2，I2+2S2O32-= S4O62-+2I-

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析

某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、石墨和铝箔等，该电池充电时负极(阴极)反应为6C+xLi++xe- = LixC6，锂电池充放电过程中发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化。现利用以下工艺回收正极材料中的某些金属资源。

回答下列问题：

(1)放电时电池总反应方程式_______________；该工艺首先将废旧电池“放电处理”的目的除安全外还有_______________。

(2)写出“正极碱浸”过程中发生反应的离子方程式_______________。

(3) 分离操作1是_______________；“酸浸”步骤发生的氧化还原反应化学方程式是_______________。

(4)“酸浸”时若用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，缺点是_______________。

(5)“沉钴”过程中的实验现象有_______________。

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1980年，古迪的夫发明了钴酸锂材料，这种材料的结构可以使锂离子在其中快速移动。以LiCoO2作电极材料的锂离子电池在充、放电时的微观粒子变化如图所示，下列说法正确的是

A.LiCoO2是电池的负极材料

B.充电时，LiCoO2电板的电势低于石墨电极

C.充电时，阳极发生的反应是LiCoO2+xe-=Li1-xCoO2+xLi+

D.放电时，当1mol电子转移，则石墨电极质量减少7g

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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，可以再利用。某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴。

（1）钴酸锂(LiCoO2)改写为氧化物形式为　　　　　　 。

（2）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　　　　　　 。该过程中也可以用Na2S2O3代替H2O2，则反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　 。

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)]

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

高三化学填空题简单题查看答案及解析

目前钴酸锂(LiCoO2)锂离子电池应用十分广泛，从废旧钴酸锂理离子电池中回收铝、铁、钴、锂等元素成了重要的研究课题，某小组模拟工业流程从废旧电池中对上述元素进行提取。

已知：①滤液1中阳离子有H+、CO3+、Fe3+、Al3+、Li+等；

②几种物质不同温度下的溶解度如下表所示：

（1）钴酸锂（LiCoO2）中钴元素的化合价是_______________。

（2）上述流程中将CoO2-转化为Co3+的离子方程式为_________________。

（3）滤液1中加入Na2SO3的主要目的是_____________________；加入NaClO3的主要目的是____________。

（4）为了使Fe3+、Al3+沉淀完全（通常认为金属离子浓度小于或等于10-5mol·L-1时表示已沉淀完全）加入氨水调节pH的最小值是____________（保留一位小数）。{已知：Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39，Ksp[Al(OH)3]=2.7×10-34，lg3=0.52}

（5）滤液3中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，需要用“热水洗涤”的原因是_________。

（6）为得到高纯度的Li2CO3，需将粗产品Li2CO3与盐酸反应制得的LiCl进行电解。其原理如图所示：

①电解时阳极的电解反应式为_____________________。

②电解后向产品LiOH溶液中加入过滤NH4HCO3溶液生成Li2CO3，反应的化学方程式为__________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

锂离子电池应用很广。某种锂离子二次电池的电极材料主要是钴酸锂（LiCoO2）和石墨。钴是一种稀有的贵重金属，废旧锂离子电池电极材料的回收再生意义重大。

(1)锂离子电池（又称锂离子浓差电池）的充电过程：Li+从含LiCoO2的电极中脱出，正三价Co被氧化，此时该极处于贫锂态（Li1-xCoO2）。

①放电时，电流从___（填“a”或“b”）极流出。

②充电时，a极的电极反应式为___。

(2)钴酸锂回收再生流程如下：

①用H2SO4酸浸时，通常添加30%的H2O2以提高浸出效率，其中H2O2的作用是___。

②用盐酸代替H2SO4和H2O2，浸出效率也很高，但工业上不使用盐酸，主要原因之一是：会产生有毒、有污染的气体。写出相应反应的化学方程式___。

③其他条件不变时，相同反应时间，随着温度升高，含钴酸锂的固体滤渣在H2SO4和30%H2O2混合液中的浸出率曲线如图，请解释温度高于80℃，钴的浸出率变化的原因：___。

④高温下，在O2存在时纯净的CoC2O4与Li2CO3再生为LiCoO2的化学方程式为___。

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2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂离子电池的广泛应用要求处理电池废料以节约资源、保护环境。钴酸锂电池正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及镀镍金属钢壳等，处理该废旧电池的一种工艺如下图所示：

回答下列问题：

(1)Li原子结构示意图为_______，LiCoO2中Co的化合价是__________。

(2)用NaOH溶液处理正极材料的离子方程式为____________________________。

(3)“酸浸”过程中LiCoO2发生反应的离子方程式为___________________________。保持其他因素不变的情况下，“酸浸”时Co、Li元素的浸出率随温度的变化如右图所示，当温度高于80℃时Co元素浸出率下降的原因有：

①Co2＋水解加剧；②________________________________。

(4)调节pH的目的是使Ni2＋和_______________(填离子符号)全部沉淀。

(5)“萃取”环节，钴、锂萃取率与平衡时溶液pH的关系如下图所示，为了实现钴、锂分离效果较好，pH一般选择______________(填整数)左右。

(6)“萃取”和“反萃取”可简单表示为，则反萃取过程中加入的试剂X是___________________________(填名称)。

(7)取CoC2O4固体4.41g在空气中加热至300℃，得到钴的氧化物2.41g和一种无毒无污染的气体，则该反应的化学方程式为____________________。

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