Question

【題目】鎳鈷錳酸鋰電池是一種高功率動(dòng)力電池。采用廢舊鋰離子電池回收工藝制備鎳鈷錳酸鋰三元正極材料(鋁電極表面涂有LiNi1－x－yCoxMnyO2)的工藝流程如圖所示：

回答下列問(wèn)題

（1）廢舊鋰離子電池拆解前進(jìn)行“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是_______。

（2）能夠提高“堿浸”效率的方法有______(至少寫(xiě)兩種)。

（3）“堿浸”過(guò)程中，鋁溶解的離子方程式為_____。

（4）實(shí)驗(yàn)室模擬“堿浸”后過(guò)濾的操作，過(guò)濾后需洗滌，簡(jiǎn)述洗滌的操作過(guò)程：_____。

（5）LiCoO2參與“還原”反應(yīng)的離子方程式為_______。

（6）溶液溫度和浸漬時(shí)間對(duì)鈷的浸出率影響如圖所示，則浸出過(guò)程的最佳條件是______。

（7）已知溶液中Co2+的濃度為1.0mol·L－1，緩慢通入氨氣，使其產(chǎn)生Co(OH)2沉淀，則Co2+沉淀完全時(shí)溶液的最小pH為______(已知：離子沉淀完全時(shí)c(Co2+)≤1.0×10－5mol·L－1，Ksp[Co(OH)2]=4.0×10－15，1g5=0.7，1g2=0.3,溶液體積變化忽略不計(jì))。

Answer 1

【答案】放電有利于Li+向正極移動(dòng)并進(jìn)入正極材料 粉碎、適當(dāng)增大NaOH的濃度、適當(dāng)升高溫度等 2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑ 沿玻璃棒向過(guò)濾器中加水至浸沒(méi)沉淀，待水濾出后重復(fù)操作2~3次 2LiCoO2+6H++H2O2=2Li++2Co2++4H2O+O2↑ 75℃，30 min 9.3

【解析】

（1）放電過(guò)程中，Li+向正極移動(dòng)；

（2）根據(jù)影響速率的因素分析；

（3）“堿浸”過(guò)程中，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)基本操作“洗滌”回答；

（5）LiCoO2參與“還原”反應(yīng)中LiCoO2被H2O2還原為Co2+；

（6）根據(jù)圖示，75℃，85℃，30 min 浸出率都能達(dá)到接近100%；

（7）根據(jù)Ksp[Co(OH)2]=4.0×10－15計(jì)算Co2+離子沉淀完全時(shí)c(OH-)。

(1). 放電有利于Li+向正極移動(dòng)并進(jìn)入正極材料，所以進(jìn)行“放電處理”有利于鋰在正極的回收；

（2）粉碎、適當(dāng)增大NaOH的濃度、適當(dāng)升高溫度等，能夠提高“堿浸”效率；

（3）“堿浸”過(guò)程中，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑；

(4). 洗滌的操作過(guò)程：沿玻璃棒向過(guò)濾器中加水至浸沒(méi)沉淀，待水濾出后重復(fù)操作2~3次；

（5）LiCoO2參與“還原”反應(yīng)中LiCoO2被H2O2還原為Co2+，反應(yīng)的離子方程式是2LiCoO2+6H++H2O2=2Li++2Co2++4H2O+O2↑；

（6）根據(jù)圖示，75℃和85℃，30 min 浸出率都能達(dá)到接近100%，75℃消耗能量少，所以浸出過(guò)程的最佳條件是75℃，30min；

（7）Ksp[Co(OH)2]=4.0×10－15，Co2+離子沉淀完全時(shí)c(OH-)= ，c(OH-)= ，所以pH=9.3。