2.
某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂(LiCoO
2)的正极粉均匀涂覆在铝箔上制成的,可以再生利用.某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴.
(1)25℃时,用图1所示装置进行电解,有一定量的钴以Co
2+的形式从正极粉中浸出,且两极均有气泡产生,一段时间后正极粉与铝箔剥离.
①阴极的电极反应式为:LiCoO
2+4H
++e
-=Li
++Co
2++2H
2O、
.
阳极的电极反应式为
.
②该研究小组发现硫酸浓度对钴的浸出率有较大影响,一定条件下,测得其变化曲线如图2所示.当c(H
2SO
4)>0.4mol/L时,钴的浸出率下降,其原因可能为
.
(2)电解完成后得到含Co
2+的浸出液,且有少量正极粉沉积在电解槽底部.用以下步骤继续回收钴如图3.
①写出“酸浸”过程中正极粉发生反应的化学方程式:
.该步骤一般在80℃以下进行,温度不能太高的原因是
.
②已知(NH
4)
2C
2O
4溶液呈弱酸性,下列关系中正确的是
(填字母序号).
A.c(NH
4+)>c(C
2O
42-)>c(H
+)>c(OH
-)
B.c(H
+)+c(NH
4+)=c(C
2O
42-)+c(OH
-)+c(HC
2O
4-)
C.c(NH
4+)+c(NH
3•H
2O)=2[c(C
2O
42-)+c(HC
2O
4-)+c(H
2C
2O
4)]
(3)已知所用锂离子电池的正极材料为x g,其中LiCoO
2 的质量分数为a%,则回收后得到CoC
2O
4•2H
2O 的质量不高于
g.