Question

【题目】镍钴锰酸锂电池是一种高功率动力电池。采用废旧锂离子电池回收工艺制备镍钴锰酸锂三元正极材料(铝电极表面涂有LiNi1－x－yCoxMnyO2)的工艺流程如图所示：

回答下列问题

（1）废旧锂离子电池拆解前进行“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是_______。

（2）能够提高“碱浸”效率的方法有______(至少写两种)。

（3）“碱浸”过程中，铝溶解的离子方程式为_____。

（4）实验室模拟“碱浸”后过滤的操作，过滤后需洗涤，简述洗涤的操作过程：_____。

（5）LiCoO2参与“还原”反应的离子方程式为_______。

（6）溶液温度和浸渍时间对钴的浸出率影响如图所示，则浸出过程的最佳条件是______。

（7）已知溶液中Co2+的浓度为1.0mol·L－1，缓慢通入氨气，使其产生Co(OH)2沉淀，则Co2+沉淀完全时溶液的最小pH为______(已知：离子沉淀完全时c(Co2+)≤1.0×10－5mol·L－1，Ksp[Co(OH)2]=4.0×10－15，1g5=0.7，1g2=0.3,溶液体积变化忽略不计)。

Answer 1

【答案】放电有利于Li+向正极移动并进入正极材料 粉碎、适当增大NaOH的浓度、适当升高温度等 2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑ 沿玻璃棒向过滤器中加水至浸没沉淀，待水滤出后重复操作2~3次 2LiCoO2+6H++H2O2=2Li++2Co2++4H2O+O2↑ 75℃，30 min 9.3

【解析】

（1）放电过程中，Li+向正极移动；

（2）根据影响速率的因素分析；

（3）“碱浸”过程中，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气；

（4）根据实验基本操作“洗涤”回答；

（5）LiCoO2参与“还原”反应中LiCoO2被H2O2还原为Co2+；

（6）根据图示，75℃，85℃，30 min 浸出率都能达到接近100%；

（7）根据Ksp[Co(OH)2]=4.0×10－15计算Co2+离子沉淀完全时c(OH-)。

(1). 放电有利于Li+向正极移动并进入正极材料，所以进行“放电处理”有利于锂在正极的回收；

（2）粉碎、适当增大NaOH的浓度、适当升高温度等，能够提高“碱浸”效率；

（3）“碱浸”过程中，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑；

(4). 洗涤的操作过程：沿玻璃棒向过滤器中加水至浸没沉淀，待水滤出后重复操作2~3次；

（5）LiCoO2参与“还原”反应中LiCoO2被H2O2还原为Co2+，反应的离子方程式是2LiCoO2+6H++H2O2=2Li++2Co2++4H2O+O2↑；

（6）根据图示，75℃和85℃，30 min 浸出率都能达到接近100%，75℃消耗能量少，所以浸出过程的最佳条件是75℃，30min；

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