【題目】鋰離子電池的應用很廣,其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)、導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時,該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C+xLi++xe- = LixC6,F(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源(部分條件未給出)。

回答下列問題:

1LiCoO2中,Co元素的化合價為

2)寫出正極堿浸中發(fā)生反應的離子方程式 。

3酸浸一般在80℃下進行,寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應的化學方程式 ;可用鹽酸代替H2SO4H2O2的混合液,但缺點是 。

4)寫出沉鈷過程中發(fā)生反應的化學方程式 。

5)充放電過程中,發(fā)生LiCoO2Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化,寫出放電時電池反應方程式 。

6)上述工藝中,放電處理有利于鋰在正極的回收,其原因是 。在整個回收工藝中,可回收到的金屬化合物有 (填化學式)。

【答案】1+3

22Al + 2OH- + 6H2O = 2Al(OH)- 4 + 3H2

32LiCoO2+ 3H2SO4 + H2O2Li2SO4+ 2CoSO4+ O2↑+ 4H2O

2H2O22H2O + O2;有氯氣生成,污染較大。

4CoSO4+ 2NH4HCO3= CoCO3↓+ (NH4)2SO4+CO2↑+ H2O

5Li1-xCoO2+ LixC6= LiCoO2+ 6C

6Li+從負極中脫出,經(jīng)由電解質(zhì)向正極移動并進入正極材料中

Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4

【解析】試題分析:(1)根據(jù)化合物中,化合價的代數(shù)和為0知,LiCoO2中,Co元素的化合價為+3價。

2)正極中含有鋁,鋁易溶于強堿溶液生成AlO2-,反應的離子方程式為2Al + 2OH- + 2H2O2AlO2+ 3H2。

3)酸浸時反應物有硫酸、過氧化氫以及LiCoO2,生成物有Li2SO4CoSO4,反應方程式為:2LiCoO2+ 3H2SO4 + H2O2Li2SO4+ 2CoSO4+ O2↑+ 4H2O,由題中信息知LiCoO2具有強氧化性,加入過氧化氫發(fā)生的反應為:2H2O22H2O + O2。

4沉鈷過程中硫酸鈷和碳酸氫銨反應生成碳酸鈷沉淀、硫酸銨、二氧化碳和水,反應方程式為CoSO4+ 2NH4HCO3CoCO3↓+ (NH4)2SO4+CO2↑+ H2O。

5)充放電過程中,LiCoO2Li1-xCoO2發(fā)生氧化還原反應生成LiCoO2C,反應方程式為Li1-xCoO2+ LixC6LiCoO2+ 6C。

6)放電時,負極上生成鋰離子,鋰離子向正極移動并進入正極材料中,所以放電處理有利于鋰在正極的回收,根據(jù)流程圖知,可回收到的金屬化合物有AlOH3、CoCO3Li2SO4。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】一定條件下,碳素鋼腐蝕與表面水膜pH的關(guān)系如下:

pH

2

4

6

6.5

8

13.5

14

腐蝕快慢

較快

較快

主要產(chǎn)物

Fe2

Fe3O4

Fe2O3

FeO

下列說法不正確的是

A. pH<4的溶液中,主要發(fā)生析氫腐蝕

B. pH>6的溶液中,主要發(fā)生吸氧腐蝕

C. pH>14的溶液中,正極反應為O24OH4e===2H2O

D. 在煮沸除氧氣后的堿性溶液中,腐蝕速率會減慢

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】已知二氧化硫是酸性氧化物,根據(jù)其類別及化合價推測它不具有的性質(zhì)( )
A.與氧化鈉反應
B.與氫氧化鉀反應
C.與鹽酸反應
D.被氧化成其它物質(zhì)

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某混合物A含有KAl(SO4)2、Al2O3Fe2O3,在一定條件下可實現(xiàn)如圖所示的物質(zhì)之間的變化:

回答下列問題:

1寫出所含物質(zhì)的化學式:固體B_____,沉淀D_____。

2寫出兩個反應的化學方程式

_______________________________________

_______________________________________

3寫出、兩個反應的離子方程式

_______________________________________

_____________________________________

4設(shè)計實驗檢驗溶液F中所含溶質(zhì)的陽離子___________________________

5分別寫出Al2O3Fe2O3在工業(yè)上的一種主要用途:

Al2O3_____________________________________

Fe2O3_____________________________________

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】

我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表);卮鹣铝袉栴}:

(1)氮原子價層電子對的軌道表達式(電子排布圖)為_____________。

(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是___________;氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是__________。

(3)經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。

①從結(jié)構(gòu)角度分析,R中兩種陽離子的相同之處為_________,不同之處為__________。(填標號)

A.中心原子的雜化軌道類型 B.中心原子的價層電子對數(shù)

C.立體結(jié)構(gòu) D.共價鍵類型

②R中陰離子N5-中的σ鍵總數(shù)為________個。分子中的大π鍵可用符號表示,其中m代表參與形成的大π鍵原子數(shù),n代表參與形成的大π鍵電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為),則N5-中的大π鍵應表示為____________。

③圖(b)中虛線代表氫鍵,其表示式為(NH4+)N-H┄Cl、________________________

(4)R的晶體密度為d g·cm-3,其立方晶胞參數(shù)為a nm,晶胞中含有y個[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]單元,該單元的相對質(zhì)量為M,則y的計算表達式為______________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,實驗室制備聯(lián)氨(N2H4)的化學方程式為:2NH3 +NaClO=N2H4 +NaCl+ H2O。下列說法正確的是

A. 0. lmolN2H4中所含質(zhì)子數(shù)為1. 8NA

B. 0. 1mol·L-1NaClO溶液中,ClO-的數(shù)量為0.1NA

C. 消耗4.48LNH3轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2NA

D. 1.6g N2H4中存在共價鍵總數(shù)為0.2NA

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】當溶液中XO42 和SO32的離子數(shù)目之比為1∶2時,恰好完全反應,則X元素在還原產(chǎn)物中的化合價為( )
A.+1
B.+2
C.+3
D.+4

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】沉淀溶解平衡在生產(chǎn)、科研和環(huán)保等領(lǐng)域有著許多應用。

1除去硫酸銅溶液中混有的少量鐵離子,可向溶液中加入Cu(OH)2,調(diào)節(jié)溶液的PH,鐵離子就會全部轉(zhuǎn)化為FeOH3沉淀除去。

已知:常溫下FeOH3的溶度積Ksp=8.0×10-38,CuOH2的溶度積Ksp=3.0×10-20,通常認為殘留在溶液中的離子濃度小等于1×10-5molL-1時就認為沉淀完全,設(shè)溶液中CuSO4的濃度為3.0molL-1,通過計算確定應調(diào)節(jié)溶液的pH范圍是______。(已知lg5=0.7

2為了研究沉淀溶解平衡和沉淀轉(zhuǎn)化,某同學查閱資料并設(shè)計如下實驗。

資料:AgSCN是白色沉淀,相同溫度下,溶解度AgSCNAgI

操作步驟

現(xiàn)象

步驟1:向2 mL 0.005 mol·L1 AgNO3溶液中加入2 mL 0.005 mol·L1 KSCN溶液,靜置

出現(xiàn)白色沉淀

步驟2:取1 mL上層清液于試管中,滴加12 mol·L1 Fe(NO3)3溶液

溶液變?yōu)榧t色

步驟3:向步驟2的溶液中繼續(xù)加入53 mol·L1 AgNO3溶液

現(xiàn)象a,溶液紅色變淺

步驟4:向步驟1余下的濁液中加入53 mol·L1 KI溶液

出現(xiàn)黃色沉淀

①寫出步驟2中溶液變?yōu)榧t色的離子方程式:____________________

②步驟3中現(xiàn)象a____________________________。

③用化學平衡原理解釋步驟4中的實驗現(xiàn)象:_________________________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】在實驗室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應制備干燥純凈的氯氣.進行此實驗,所用儀器如圖:

(1)連接上述儀器的正確順序是:E接 , , , 接F.____________

(2)氣體發(fā)生裝置中進行的反應化學方程式是_________________;當0.5mol MnO2參與反應時,被氧化的HCl的質(zhì)量為____________,生成的Cl2在標準狀況下的體積約為____________

(3)在裝置中:①飽和食鹽水的作用是______________,②濃硫酸的作用是__________

(4)化學實驗中檢驗是否有Cl2產(chǎn)生常用濕潤的淀粉﹣KI試紙.如果有Cl2產(chǎn)生,可觀察到的現(xiàn)象是__________________,寫出反應方程式__________________

(5)寫出尾氣吸收裝置中進行的反應的化學方程式_______________________

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