废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有LiCoO2及少量Al-查字典问答网

来自丘国平的问题

　　废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等）可通过下列实验方法回收钴、锂．（1）在上述溶解过程中，S2O32ˉ被氧化成SO42ˉ，LiCoO2在溶解过程中反应的离子方程式为______

　　废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等）可通过下列实验方法回收钴、锂．

　　（1）在上述溶解过程中，S2O32ˉ被氧化成SO42ˉ，LiCoO2在溶解过程中反应的离子方程式为______．

　　沉淀物开始沉淀pH沉淀完全pHAl（OH）33.05.2Fe（OH）31.52.8Fe（OH）27.69.7（2）除杂时通入空气的目的______，所得的废渣成分为______．从废渣中获得Al2O3的部分流程如图甲所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得到的物质．则步骤I需要的玻璃仪器有______，步骤Ⅱ中反应的离子方程式是______．

　　（3）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如图乙．

　　a．将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解．

　　b．电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液，过滤、烘干得高纯Li2CO3．

　　①a中，阴极的电极反应式是______．

　　②b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是______．

1回答

2020-10-2800:58

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程放

　　（1）根据题意知，酸性条件下，S2O32ˉ被氧化成SO42ˉ，则LiCoO2被氧化生成Co2+，所以发生的离子反应方程式为：S2O32ˉ+8LiCoO2+22H+═2SO42ˉ+8Li++8Co2++11H2O，

　　故答案为：S2O32ˉ+8LiCoO2+22H+═2SO42ˉ+8Li++8Co2++11H2O；

　　（2）亚铁离子不稳定，易被氧气氧化生成铁离子，所以除杂时通入空气的目的是将亚铁离子氧化生成铁离子，再将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，从而除去亚铁离子；根据表格知，pH为5-6时，铁离子和铝离子完全转化为沉淀，所以废渣的成分是Fe（OH）3、Al（OH）3；分离固体和溶液的方法是过滤，过滤过程中需要的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒；步骤I中，废渣中的铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，步骤II中，向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳，使偏铝酸钠转化为氢氧化铝，反应离子方程式为2AlO2-+CO2+3H2O═2Al（OH）3↓+CO32ˉ或AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-，

　　故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+； Fe（OH）3、Al（OH）3；烧杯、漏斗、玻璃棒；2AlO2-+CO2+3H2O═2Al（OH）3↓+CO32ˉ或AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3ˉ；

　　（3）①a中，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为：2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2+2OH-，

　　故答案为：2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2+2OH-；

　　②b中，氢氧化锂和碳酸氢铵反应生成碳酸锂和碳酸铵，反应方程式为2LiOH+2NH4HCO3═Li2CO3↓+（NH4）2CO3，

　　故答案为：2LiOH+2NH4HCO3═Li2CO3↓+（NH4）2CO3．