Question

【题目】锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在两极之间移动来工作．某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、铝箔和有机物导电剂等．现利用以下流程回收正极材料中的某些资源．

请回答下列问题：
（1）用硫酸和过氧化氢酸浸时，一般在90℃下进行，写出该步骤中LiCoO2参与的化学反应方程式 ． 当有1mol LiCoO2参加反应时，得到氧化产物的质量为 ．
（2）常温条件下调pH时，若使Al3+完全沉淀所需最小的pH为（保留整数）．
（已知：①离子浓度等于或小于1．×10﹣6时，认为其完全沉淀； ②Al（OH）3的Ksp=1.13×10﹣33）
（3）操作1的名称是 ．
（4）从平衡角度进行解释生成CoCO3固体的原因 ．
（5）钴元素与铁元素都属于第 VIII族，它们的化合物有相似的性质．Co（OH）2在空气中加热时，钴元素在固体残留物中的百分含量有如右图所示的变化．已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水，则A点时，剩余固体的成分为（填化学式）；在550﹣600℃范围内，剩余固体的成分为（填化学式）．

Answer 1

【答案】
（1）2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O；16g
（2）5
（3）萃取分液
（4）HCO3﹣存在电离平衡：HCO3﹣?H++CO32﹣ ， 当电离产生的CO32﹣浓度与溶液中Co2+浓度的积（即浓度积）大于CoCO3的Ksp时，对于溶解平衡：CoCO3（S）?Co2+（aq）+CO32﹣（aq）而言，平衡将向生成沉淀的方向移动
（5）Co2O3；CoO、Co3O4
【解析】解：（1）根据工艺流程中酸浸的过程中发生氧化还原反应有2LiCoO2+3 H2SO4+H2O2=Li2SO4+2 CoSO4+O2↑+4H2O，2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O中氧化产物是氧气，1molLiCoO2完全反应生成氧气0.5mol，其质量为16g，
所以答案是：2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O；16g；（2）离子浓度等于或小于1.0×10﹣6时，认为其完全沉淀；（OH﹣）3= = ，c（OH﹣）=10﹣9 molL﹣1 ， c（H+）= mol/L=10﹣9 molL﹣1 ， pH=5，
所以答案是：5；（3）该操作是萃取、分液，操作1的名称是萃取分液，
所以答案是：萃取分液；（4）平衡移动原理，溶液中HCO3﹣H++CO32﹣ Co2+浓度与CO32﹣ 浓度积即为浓度积大于CoCO3的Ksp 向生成沉淀的方向移动，
所以答案是：HCO3﹣存在电离平衡：HCO3﹣H++CO32﹣ ， 当电离产生的CO32﹣浓度与溶液中Co2+浓度的积（即浓度积）大于CoCO3的Ksp时，对于溶解平衡：CoCO3（S） Co2+（aq）+CO32﹣（aq）而言，平衡将向生成沉淀的方向移动；（5）钴元素与铁元素都属于第 VIII族，它们的化合物有相似的性质，Co（OH）2在空气中加热时，根据FeFe的氧化物，则Co的氧化物可能为Co2O3、CoO、Co3O4 ， Co2O3中Co的含量= ×100%=71.1%、CoO中Co的含量= ×100%=78.7%、Co3O4中Co的含量= ×100%=73.4%，
所以A点成分为Co2O3 ， 在550﹣600℃范围内，剩余固体的成分为Co3O4和CoO，
所以答案是：Co2O3；CoO、Co3O4 ．