(14分)某种废锂电池正极材料的主要成分是LiCoO2，含少量Al、Fe等，LiCoO2不...

(14分)某种废锂电池正极材料的主要成分是LiCoO2，含少量Al、Fe等，LiCoO2不溶于水。实验室回收废锂电池制备锂单质的流程如图所示：

（1）正极材料酸浸时发生主要反应的化学方程式为_______。某同学从环境保护的角度考虑上述做法不合理，理由是_______，于是提出可用酸化的双氧水代替盐酸，则反应的离子方程式为______。

（2）Li2CO3在高温焙烧时发生反应的化学方程式为______。

（3）固体C与焦炭的反应需在真空条件下进行的原因是_______。

（4）工业上采用熔融盐电解法制备金属锂，电解质为熔融的LiCl-KCl，采用石墨阳极和低碳钢阴极，则阴极的电极反应式为______。如果用LiCl的水溶液代替熔融的LiCl-KCl，则其后果是_____。

高三化学实验题简单题查看答案及解析

废旧锂离子电池的正极材料试样(主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等)可通过下列实验方法回收钴，并制备金属锂。

已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：

②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表：

(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为_____。

(2)上述流程中为加快化学反应速率而采取的措施是_____。

(3)在上述溶解过程中，通入SO2的目的为_____。

(4)加NaOH调pH的目的是_____。

(5)写出“沉钴”过程中发生反应的离子方程式_____。

(6)洗涤所得Li2CO3沉淀要使用_____(填“热水”或“冷水”)，将氯化锂溶液蒸干的过程中还需不断通入HCl气体，其作用是_____。

(7)Co(OH)2在空气中加热时，固体残留率随温度的变化如图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水，则1000℃时，剩余固体的成分为_____(填化学式)。

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析

利用废旧锂离子电池的正极材料（主要成分为LiCoO2、Al以及少量Ca、Mg、Cu、Fe等）制备Co3O4微球的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）LiCoO2 中Co元素的化合价为_______。

（2）步骤①中生成Co2+的离子方程式为_______。此过程中若用浓盐酸代替H2SO4和H2O2的混合溶液，除因挥发使其利用率降低外，还有的缺点是_______。

（3）步骤②中，不同pH下溶液中金属离子的去除效果如下图所示。该过程加入NaOH调节溶液pH的最佳范围是_______，理由是_______。

（4）步骤④中，过滤、洗涤操作均需用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_______。

（5）步骤⑤中，Co(OH)2在空气中高温焙烧生成Co3O4的化学方程式为_______。

（6）若以钴为电极，控制一定条件，电解NaCl溶液也可制取Co3O4的前驱体Co(OH)2。写出电解的总反应方程式_______。

（7）实验室测得“浸出液”中钴元素的含量为a mg/L，取20 mL“浸出液”模拟上述流程进行实验，得到“Co3O4微球”产品b g，又测得产品中钴元素的质量分数为w％。计算钴的回收率为_______（列式表示）。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

新型锂电池正极材料锰酸锂(LiMn2O4)有望取代广泛使用的LiCoO2。工业上用某软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量铁、铝及硅等氧化物)为原料制备锰酸锂的流程如图：

已知： lg2=0.3，=8，25℃有关物质的溶度积常数：

(1)已知锂电池放电时正极的电极反应式为：LiMn2O4+e-+Li+ ===Li2Mn2O4，则锰酸锂中锰元素的化合价为____。

(2)“浸取”得到的浸取液中阳离子主要是Mn2+，生成Mn2+的离子方程式为_____，检验还含有Fe2+的方法是______。

(3)“精制”中加入H2O2的量比理论值大的多，其主要原因是______，若所得溶液中锰离子的浓度为1 mol·L-1，则加入氧化锰调节pH的范围为____(当溶液中离子浓度小于10-5 mol·L-1时可以认为沉淀完全)。

(4)“沉锰”得到的是Mn(OH)2和Mn2(OH)2SO4滤饼，二者均可被氧化为Mn3O4，若控温氧化时溶液的pH随时间的变化如下图，则15~150 min内滤饼中一定参加反应的成分是______；判断的理由是____(用化学方程式表示)。

(5)写出高温煅烧生成锰酸锂的化学方程式_______。

高三化学工业流程困难题查看答案及解析

新型锂电池正极材料锰酸锂（LiMn2O4)有望取代广泛使用的LiCoO2。工业上用某软锰矿(主要成分为MnO2，同时含有少量铁、铝及硅等的氧化物）为原料制备锰酸锂的流程如下：

有关物质的溶度积常数

(1)已知，锂电池放电正极的电极反应为：LiMn2O4+e-+Li+= Li2Mn2O4，则锂电池正极材料锰酸锂中，锰元素的化合价为________。

(2)流程中，FeSO4的作用是_______，MnO的作用是_________，当滤液中的pH为6时，滤液中所含铝离子的浓度为___________。

(3)采用下图装置电解，离子交换膜将电解池分隔为阳极室和阴极室，两室的溶液分别为硫酸钠溶液和制得的硫酸锰溶液，则阴极室中的溶液为________；电解产生的MnO2沉积在电极上，该电极反应式为_________。

(4)若将上述装置中的硫酸钠溶液换为软锰矿的矿浆，并加入适量的硫酸铁及硫酸，可一次性完成软锰矿的浸出反应与电解沉积MnO2反应，电解时，Fe3+先放电生成Fe2+，产生的Fe2+再与矿浆中的 MnO2反应，周而复始，直至矿浆中的MnO2完全浸出。则Fe2+与矿浆中MnO2反应的离子方程式为__________。

(5)写出高温煅烧生成锰酸锂的化学方程式___________。

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钴酸锂电池应用广泛，电池正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及少量Fe，可通过下列实验方法回收钴、锂。

几种金属离子沉淀完全(离子浓度为10-5mo/L) 的pH如下表:

回答下列问题:

(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为________，滤液I的主要成分是_________。

(2)已知:氧化性Co3+>H2O2>Fe3+，“酸浸”过程中H2O2所起主要作用是_________。“调节pH”除去的离子主要有Al3+和_________。

(3)酸浸时浸出率随温度变化如图所示，温度升高至50℃以上时漫出率下降的原因是___________。

(4)“萃取”和“反萃取“可简单表示为: Co2++2(HA)2 Co(HA2)2+2H+。则反萃取过程加入的试剂X是_____________。

(5)向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液，发生反应的离子方程式为____________。

(6)工业上用Li2CO3粗品制备高纯Li2CO3可采用如下方法:将Li2CO3溶于盐酸，加入如图所示的电解槽，电解后向LiOH溶液中加入稍过量的NH4HCO3溶液，过滤、烘干得高纯Li2CO3。

①电解槽中阳极的电极反应式是__________________。

②向LiOH溶液中加入稍过量的NH4HCO3溶液时，发生反应的化学方程式为__________。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

废旧锂离子电池的回收利用意义重大，其正极废料的主要成分是LiCoO2、铝、炭黑及其他杂质，回收利用的流程如下图。

已知“溶液A”中主要金属离子是Co2+、Li+，还含有少量Fe3+、Al3+、Cu2+。

(1)写出步骤①中溶解铝的离子方程式：___________________，写出固体X到粗铝过程中所涉及的化学方程式：________________________。

(2)步骤②加入H2SO4和物质Y，物质Y可能为________(填序号)。

a.KMnO4溶液　　　　 b.稀硝酸溶液　　　　　 c. H2O2溶液

写出步骤②中LiCoO2固体溶解的化学方程式：_______________________。

(3)实验表明溶液A中各种金属离子的沉淀虑随pH的变化如下图，现向溶液A中加入氨水，除去杂质离子________(填离子符合)，应调节pH范围为_____________。

(4)母液中主要的溶质为_________________。

(5)从2kg锂离子电池正极材料(Li元素含量为7%)中可回收LiCO3的质量为_______g。(已知回收率为85%)

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废旧锂离子电池的回收利用的意义重大，其正极废料的主要成分是LiCoO2、铝、炭黑及其他杂质，回收利用的流程如下：

已知“溶液A”中主要金属离子是Co2+、Li+，还含有少量Fe3+、Al3+、Cu2+。

（1）步骤①中铝溶解的离子方程式为_________________，固体X的成分是_________。

（2）步骤②中LiCoO2固体溶解的化学方程式为_______________　 ，该反应的还原剂是_______。

（3）母液中含量最大的三种离子是_________。

（4） (NH4)2C2O4是一种化学实验室常用的试剂，预测其溶解性___________(填“可溶于水”或“不溶于水”)。一定温度下，(NH4)2C2O4固体可分解出NH3和CO等物质，思考其它的产物并写出其分解的化学方程式__________________。

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Co3O4是制备石墨烯电池正极材料LiCoO2的原料。以钴矿石（主要成分为Co3S4，含有少量FeO、Fe2O3、Al2O3等杂质）为原料制取Co3O4的工艺流程如下：

已知：Co与Fe为活泼金属，氧化性由强到弱的顺序为：Co3+>Fe3+>Co2+。

几种氢氧化物的溶度积如下表：

(l)写出溶解池中生成H2的离子反应方程式是____。

(2)加入试剂1的目的是将Fe2+氧化为Fe3+．试剂l可选用__ 。

A．氯化钠　　 B．双氧水　 C．亚硫酸钠　 D.碘水

(3)残渣l的主要成分为____。用浓氨水再调节pH，pH应略大于___ 。（已知：lg2=0.3．当离子浓度小于l.0×l0-5mol/L，可认为沉淀完全）。

(4)操怍Ⅱ包括____、____、干燥，灼烧四个步骤；灼烧中反应的化学方程式 _________。

(5)要得到15.0g质量分数为98%的LiCoO2正极材料，理论上需要Co3O4的质量为 __________g。

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Co3O4是制备石墨烯电池正极材料LiCoO2的原料。以钴矿石(主要成分为Co3S4，含有少量FeO、Fe2O3、Al2O3等杂质)为原料制取Co3O4的工艺流程如图：

己知：Co与Fe为活泼金属，氧化性由强到弱的顺序为：Co3+＞Fe3+＞Co2+。

几种氢氧化物的溶度积如下表：

下列有关说法错误的是

A.溶解池中生成H2的离子反应方程式为：Co+2H+=Co2++H2↑

B.加入试剂1的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，试剂1可选用双氧水或碘水

C.残渣1的主要成分为Fe(OH)3

D.操作Ⅱ包括过滤、洗涤、干燥和灼烧四个步骤

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