题目内容
【题目】锂离子电池应用很广。某种锂离子二次电池的电极材料主要是钴酸锂（LiCoO2）和石墨。钴是一种稀有的贵重金属，废旧锂离子电池电极材料的回收再生意义重大。
（1）锂离子电池（又称锂离子浓差电池）的工作原理：
ⅰ.充电过程：Li+从含LiCoO2的电极中脱出，正三价Co被氧化，此时该极处于贫锂态（Li1-xCoO2）。
ⅱ.放电过程原理示意图如图所示：
①放电时，电流从______（填“a”或“b”）极流出。
②充电时，a极的电极反应式为______。
（2）钴酸锂回收再生流程如下：
①用H2SO4酸浸时，通常添加30%的H2O2以提高浸出效率，其中H2O2的作用是______。
②用盐酸代替H2SO4和H2O2，浸出效率也很高，但工业上不使用盐酸，主要原因之一是：会产生有毒、有污染的气体。写出相应反应的化学方程式_______。
③其他条件不变时，相同反应时间，随着温度升高，含钴酸锂的固体滤渣在H2SO4和30% H2O2 混合液中的浸出率曲线如图，请解释温度高于80℃，钴的浸出率变化的原因：______。
④高温下，在O2存在时纯净的CoC2O4与Li2CO3再生为LiCoO2的化学方程式为______。
【答案】a LiCoO2 - xe- = Li1-xCoO2 +xLi+ 还原LiCoO2（将LiCoO2中的+3价Co还原为Co2+） 2LiCoO2 +8HCl= 2LiCl+2CoCl2 + Cl2↑+4H2O 80℃后，升高温度使H2O2分解速率加快，H2O2浓度下降，使浸出率反而降低 4CoC2O4+2Li2CO3+3O2
4LiCoO2 +10CO2
【解析】
（1）①根据放电过程原理示意图，锂离子向a极移动，原电池中阳离子向正极移动，故a为正极，b为负极，电子从负极流向正极，电流与电子流向相反，故电流从正极流向负极。
答案为：a；
②根据图示，充电时a电极与电源正极相连，故a为阳极，失电子，发生氧化反应，根据题干提供信息：充电过程：Li+从含LiCoO2的电极中脱出，正三价Co被氧化，此时该极处于贫锂态（Li1-xCoO2），则a极电极反应式为LiCoO2 - xe- = Li1-xCoO2 +xLi+。
答案为：LiCoO2 - xe- = Li1-xCoO2 +xLi+；
（2）①根据酸浸流程显示，浸出液中含有+2价钴离子，因此加入H2O2的作用是还原LiCoO2（将LiCoO2中的+3价Co还原为Co2+）。
答案为：还原LiCoO2（将LiCoO2中的+3价Co还原为Co2+）；
②用盐酸代替H2SO4和H2O2，浸出效率也很高，但工业上不使用盐酸，主要原因之一是：LiCoO2和盐酸发生氧化还原反应产生氯气，反应的化学方程式2LiCoO2 +8HCl= 2LiCl+2CoCl2 + Cl2↑+4H2O；
答案为：2LiCoO2 +8HCl = 2LiCl+2CoCl2 + Cl2↑+4H2O
③H2O2受热易分解，当80℃后，升高温度使H2O2分解速率加快，H2O2浓度下降，使浸出率反而降低。
答案为：80℃后，升高温度使H2O2分解速率加快，H2O2浓度下降，使浸出率反而降低；
④高温下，在O2存在时纯净的CoC2O4与Li2CO3再生为LiCoO2的化学方程式为4CoC2O4+2Li2CO3+3O24LiCoO2 +10CO2。
答案为：4CoC2O4+2Li2CO3+3O24LiCoO2 +10CO2
【题目】下表所列各组物质中，物质之间通过一步反应能实现如图所示转化关系的是
X | Y | Z | 物质转化关系 | |
A | Cu | CuO | Cu(OH)2 |
|
B | S | SO3 | H2SO4 | |
C | NaHCO3 | Na2CO3 | NaOH | |
D | FeCl2 | FeO | FeCl3 |
A.AB.BC.CD.D
