Question

【题目】钴酸锂废极片中钴回收的某种工艺流程如下图所示，其中废极片的主要成分为钴酸锂（LiCoO2）和金属铝，最终可得到Co2O3及锂盐。

（1） “还原酸浸”过程中，大部分LiCoO2可转化为CoSO4，请将该反应的化学方程式补充完整：2LiCoO2+3H2SO4+□ □CoSO4+□ +□ + □ 。__________

（2） “还原酸浸”过程中，Co、Al浸出率（进入溶液中的某元素质量占固体中该元素总质量的百分数）受硫酸浓度及温度（t）的影响分别如图1和图2所示。工艺流程中所选择的硫酸浓度为2 mol.L-1，温度为80 oC，推测其原因是________。

A. Co的浸出率较高 B. Co和Al浸出的速率较快

C. Al的浸出率较高 D. 双氧水较易分解

（3）加入(NH4)2C2O4后得CoC2O4沉淀。写出CoC2O4沉淀在空气中高温煅烧得到Co2O3的反应的化学方程式：________。

（4）若初始投入钴酸锂废极片的质量为1 kg，煅烧后获得Co2O3的质量为83 g，已知Co的浸出率为90%，则钴酸锂废极片中钴元素的质量分数约为________（小数点后保留两位）。

（5）已知“沉锂”过程中，滤液a中的c(Li+)约为10-1 mol·L-1，部分锂盐的溶解度数据如下表所示。

温度	Li2SO4	Li2CO3
0 oC	36.1 g	1.33 g
100 oC	24.0 g	0.72 g

结合数据分析，沉锂过程所用的试剂b是________（写化学式），相应的操作方法：向滤液a中加入略过量的试剂b，搅拌，________，洗涤干燥。

Answer 1

【答案】 2LiCoO2 + 3H2SO4 + H2O2 2CoSO4 + Li2SO4 + O2↑+ 4H2O A B 4CoC2O4 + 3O2 2Co2O3 + 8CO2 6.56 % Na2CO3 加热浓缩，趁热过滤

【解析】(1). “还原酸浸”过程中，大部分LiCoO2可转化为CoSO4，Co元素的化合价从+3价降低到+2价，则H2O2中O元素的化合价从－1价升高到0价，根据得失电子守恒和原子守恒，该反应的化学方程式为：2LiCoO2 + 3H2SO4 + H2O2= 2CoSO4 + Li2SO4 + O2↑+ 4H2O，故答案为：2LiCoO2 + 3H2SO4 + H2O2= 2CoSO4 + Li2SO4 + O2↑+ 4H2O；

(2). 由图1可知，当硫酸浓度为2 mol.L-1时，Co的浸出率较高，由图2可知，当温度为80℃，Co和Al浸出的速率较快，故答案选：AB；

(3). CoC2O4沉淀在空气中高温煅烧，CoC2O4被氧气氧化得到Co2O3，反应的化学方程式为：4CoC2O4 + 3O2= 2Co2O3 + 8CO2，故答案为：4CoC2O4 + 3O2= 2Co2O3 + 8CO2；

(4). 煅烧后获得Co2O3的质量为83 g，则Co原子的质量为：83× =59g，Co的浸出率为90%，则1 kg钴酸锂废极片中钴元素的质量分数约为×100%=6.56 %，故答案为：6.56 %；

(5). 由表中数据可知，在相同温度下，Li2CO3的溶解度更小，且温度越高，Li2CO3的溶解度越小，则沉锂过程所用的试剂b是Na2CO3，相应的操作方法：向滤液a中加入略过量的Na2CO3，搅拌，加热浓缩，趁热过滤，洗涤干燥，故答案为：Na2CO3；加热浓缩，趁热过滤。