锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利
解答分析:要完整的解答各道小题,必须先理解并获取提干(包括流程图)给出的解题有用信息。试题给出的回收工艺流程比较繁杂,要从中提取解题的有用信息,必须冷静、从容地阅读,分析,理出有关回收各金属资源的关键反应信息。 如:
(1)正极的材料的组成(钴酸锂(LiCoO2)、乙炔黑和铝箔);(2)充电时,电池负极发生还原反应6C+xLi++xe- = LixC6 ;(3)正极碱浸后得到的滤液含Al3+,可从中得到氢氧化铝,而滤渣在酸性环境下发生还原反应,得到的溶液中含Co2+;(4)最终回收得到金属资源是Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4。
运用以上信息,结合已学的元素化合物知识和化学基...全部
解答分析:要完整的解答各道小题,必须先理解并获取提干(包括流程图)给出的解题有用信息。试题给出的回收工艺流程比较繁杂,要从中提取解题的有用信息,必须冷静、从容地阅读,分析,理出有关回收各金属资源的关键反应信息。
如:
(1)正极的材料的组成(钴酸锂(LiCoO2)、乙炔黑和铝箔);(2)充电时,电池负极发生还原反应6C+xLi++xe- = LixC6 ;(3)正极碱浸后得到的滤液含Al3+,可从中得到氢氧化铝,而滤渣在酸性环境下发生还原反应,得到的溶液中含Co2+;(4)最终回收得到金属资源是Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4。
运用以上信息,结合已学的元素化合物知识和化学基本概念,就可以解答好各小题。
题(1)可依据化合物元素化合价的计算方法求得,极易。
题(2)从试题给出的信息(正极碱浸后得到的滤液含Al3+)可以知道“正极碱浸”中发生反应的离子方程式是2Al + 2OH- + 6H2O = 2[Al(OH)4]- + 3H2↑。
题(3)80℃下进行的“酸浸”过程发生的氧化还原反应,正极材料LiCoO2转化为Co2+;说明H2O2是反应的还原剂(容易按经验错误判断为氧化剂,导致错解或无法解答),并伴随着H2O2分解的副反应(容易忽略):
2LiCoO2 + 3H2SO4 + H2O2 Li2SO4 + 2CoSO4 + O2↑+ 4H2O
2H2O2 2H2O + O2↑
使用盐酸代替硫酸进行酸化的缺点在于盐酸可以被氧化剂氧化,析出氯气,污染较大。
题(4)“沉钴”过程中发生的反应是硫酸钴和碳铵作用析出碳酸钴,酸性的硫酸钴溶液和碳铵的作用当是:
CoSO4 + 2NH4HCO3 = CoCO3↓+(NH4)2SO4 +CO2↑+ H2O
,该反应中有二氧化碳析出,可能被忽略。
题(5)要正确书写电池放电的反应方程式,必须弄清放电过程两个电极参与反应的物质和生成的物质各是什么。比较简单的解答方法是依据试题给出的电池充电时电极的变化,写出充电时发生的反应化学方程式,它的逆反应就是答案。
因为试题说明充电时,负极发生还原反应6C+xLi++xe- = LixC6;又据充放电过程发生
LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化。
可知,充电时正极发生的是氧化反应:LiCoO2 - xLi+- xe- = Li1-xCoO2,由此得充电的总反应是:
LiCoO2 + 6C = Li1-xCoO2 + LixC6
则放电的总反应是;Li1-xCoO2 + LixC6 = LiCoO2 + 6C
题(6)的解答,可从回收流程提供的信息中得到。收起