【題目】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(shí),用圖1所示裝置進(jìn)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(shí)間后正極粉與鋁箔剝離。

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

該研究小組發(fā)現(xiàn)硫酸濃度對(duì)鈷的浸出率有較大影響,一定條件下,測(cè)得其變化曲線如圖2所示。當(dāng)c(H2SO4)>0.4mol/L時(shí),鈷的浸出率下降,其原因可能為 。

(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。

寫出酸浸過程中正極粉發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。該步驟一般在80℃以下進(jìn)行,溫度不能太高的原因是 。

已知(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性,下列關(guān)系中正確的是 (填字母序號(hào))。

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

B.c(H+)+c(NH4+)=c(C2O42)+c(OH-)+c(HC2O42)

C.c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2[c(C2O42)+c(HC2O42)+c(H2C2O4)]

(3)已知所用鋰離子電池的正極材料為x g其中LiCoO2 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%,則回收后得到CoC2O4·2H2O 的質(zhì)量不高于 g。

【答案】

(1)①2H++2e-=H2;4OH-+4e-=O2↑+2H2O(2H2O-4e-=O2↑+4H+)

②H+LiCoO2在陰極都會(huì)發(fā)生還原反應(yīng),相互競(jìng)爭(zhēng),當(dāng)c(H+)增大時(shí),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)①2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O;防止H2O2劇烈分解

②AC(3)

【解析】

試題分析:(1)①H+也會(huì)在陰極放電,2H++2e-═H2;陰離子在陽極放電,4OH--4e-═O2↑+2H2O,故答案為:2H++2e-═H2;4OH--4e-═O2↑+2H2O;

如圖2所示.當(dāng)c(H2SO4)0.4molL-1時(shí),參與放電的H+增多(或有利于H+放電),所以鈷的浸出率下降,故答案為:H+LiCoO2在陰極的還原反應(yīng)相互競(jìng)爭(zhēng),當(dāng)c(H+)增大時(shí),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)①“酸浸過程中正極粉發(fā)生氧化還原反應(yīng),LiCoO2氧化生成Co2+O2,方程式為2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O;該步驟一般在80℃以下進(jìn)行,溫度太高,雙氧水會(huì)受熱分解;故答案為:2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O;防止H2O2劇烈分解;

(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性,故a.由離子濃度大小關(guān)系,知c (NH4+)c(C2O42-)c (H+)c (OH-),故a正確;b.由電荷守恒,可知c (H+)+c (NH4+)=c (OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),故b錯(cuò)誤;c.由物料守恒,可知c (NH4+)+c (NH3H2O)=2[c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)],故c正確;故答案為:ac

(3)根據(jù)關(guān)系式:LiCoO2CoC2O42H2O

98 183

xa%g m

解之得m=g,故答案為:。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖為實(shí)驗(yàn)室某濃鹽酸試劑瓶標(biāo)簽上的有關(guān)數(shù)據(jù),根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)回答下列問題:

鹽酸

分子式:HCl

相對(duì)分子質(zhì)量:36.5

密度:1.19g/cm3

質(zhì)量分?jǐn)?shù):36.5%

1該濃鹽酸中HCl的物質(zhì)的量濃度為_______mol/L.

2取用任意體積的該鹽酸溶液時(shí),下列物理量不隨所取體積多少而變化的_________

A、溶液中H+的物質(zhì)的量濃度B、溶液中HCl的質(zhì)量

C、溶液中H+的數(shù)目D、溶液的密度

3若現(xiàn)有1L 1mol/L的稀鹽酸,欲使其濃度增大1,采取的措施最合理的是____________

A、通入標(biāo)況下HCl氣體22.4L

B、將溶液加熱濃縮至0.5L

C、往原溶液加入5mol/L鹽酸0.6L,再稀釋至2L

D、往原溶液加入1L 3mol/L鹽酸混合均勻.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)△H0.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列措施: 升溫 恒容通入惰性氣體 增加 CO 濃度 減壓 加催化劑 恒壓通入惰性氣體,能提高 COCl2轉(zhuǎn)化率的是( )

A. ①②④ B. ①④⑥ C. ②③⑤ D. ③⑤⑥

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】核中中子數(shù)為N的R2 , 質(zhì)量數(shù)為A,則該離子的核外電子數(shù)為(
A.A﹣N﹣2
B.A﹣N+2
C.A+N﹣2
D.A+N+2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),設(shè)起始=Z,在恒壓下,平衡時(shí) (CH4)的體積分?jǐn)?shù)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(

A.該反應(yīng)的焓變△H﹤0

B.圖中Z的大小為b >3> a

C.圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡混合物中=3

D.溫度不變時(shí),圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡在加壓后 (CH4)減小

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】按要求寫出下列方程式:

1一種單質(zhì)與一種鹽發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:

2小蘇打電離的電離方程式:

3碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的離子方程式:

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】水溶液X中只可能溶有Na+、Ca2+、Fe3+AlO2-、SiO32-、SO32-CO32-、SO42-中的若干種離子。某同學(xué)對(duì)該溶液迸行了如下實(shí)驗(yàn):

下列判斷正確的是

A.氣體甲一定是純凈物

B.沉淀甲是硅酸和硅酸鈣的混合物

CNa+、AlO2-SiO32-一定存在于溶液X

DCO32-SO42-一定不存在于溶液X

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列氣體中,主要成分不是甲烷的是

A. 沼氣 B. 天然氣 C. 坑氣 D. 水煤氣

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)屬于純凈物的是

A. 液氯 B. 漂白粉 C. 鹽酸 D. 碘酒

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案