Question

【题目】随着钴酸锂电池的普及使用，从废旧的钴酸锂电池中提取锂、钴等金属材料意义重大。如图是废旧钻酸锂(LiCoO2)(含少量铁、铝、铜等元素的化合物)回收工艺流程：

（1）“拆解”前需进入“放电”处理的目的是__；用食盐水浸泡是放电的常用方法，浸泡放电过程中产生的气体主要有__。

（2）上述流程中将CoO2-转化为Co3+的离子方程式为__。

（3）滤液1中加入Na2SO3的主要目的是__；加入NaClO3的主要目的是__。

（4）“沉钴”过程中，(NH4)2C2O4的加入量(图a)、沉淀反应的温度(图b)与钴的沉淀率关系如图所示：

根据图沉钴时应控制n(C2O42-)：n(Co2+)比为__，温度控制在__℃左右。

Answer 1

【答案】防止在电池拆解过程中发生短路引起火灾及操作人员触电 H2、Cl2 4H++CoO2-=2H2O+Co3+ 将Co3++还原为Co2+ 将Fe2+氧化为Fe3+ 1.15 46

【解析】

由题给流程图可知，废旧的钴酸锂电池放电拆解后，通过灼烧除去碳和有机物后，用硫酸浸泡剩余物，CoO2-与硫酸反应转化为Co3+离子，铁和铝元素的化合物溶于硫酸生成硫酸亚铁和硫酸铝，铜元素的化合物不溶于硫酸进入滤渣中；过滤后，向滤液1中先加入Na2SO3，将Co3+还原为Co2+，再加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，最后加入氨水调节溶液pH，使Fe3+和Al3+转换为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀；过滤后，向滤液2中加入草酸铵，使Co2+转化为CoC2O42H2O沉淀；过滤后，向滤液3中加入饱和碳酸钠溶液，使Li+转化为Li2CO3沉淀。

（1）电池在拆解过程中容易发生短路引起火灾或导致操作人员触电，则拆解前必须进行放电处理；用食盐水浸泡放电过程实际是电解食盐水的过程，电解时，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，水电离出的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，故答案为：电池拆解过程中发生短路引起火灾及操作人员触电；H2、Cl2；

（2）用硫酸浸泡时，CoO2—与H+反应转化为Co3+离子和水，反应的离子方程式为4H++CoO2—=2H2O+Co3+，故答案为：4H++CoO2—=2H2O+Co3+；

（3）Co3+具有氧化性，向滤液1中加入具有还原性的Na2SO3，能将Co3+还原为Co2+；亚铁离子具有还原性，加入具有氧化性的NaClO3，能将Fe2+氧化为Fe3+，便于调节pH时，将Fe3+ +转换为氢氧化铁沉淀，故答案为：将Co3++还原为Co2+；将Fe2+氧化为Fe3+；

（4）由左图可知，n(C2O42-)：n(Co2+)比为1.15时，钴的沉淀率最大，效果最好；由右图可知，沉淀反应温度为46℃左右时，钴的沉淀率最大，效果最好，故答案为：1.15；46。