锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO 2 )、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电

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  • (1)+3

    (2)2Al + 2OH - + 6H 2O = 2Al(OH)- 4 + 3H 2

    (3)2LiCoO 2+ 3H 2SO 4 + H 2O 2

    Li 2SO 4+ 2CoSO 4+ O 2↑+ 4H 2O

    2H 2O 2

    2H 2O + O 2↑ ;有氯气生成,污染较大。

    (4)CoSO 4+ 2NH 4HCO 3= CoCO 3↓+ (NH 4) 2SO 4+CO 2↑+ H 2O

    (5) Li 1-xCoO 2+ Li xC 6= LiCoO 2+ 6C

    (6)Li +从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中

    Al(OH) 3、CoCO 3、Li 2SO 4

    以工艺流程为背景考查化学反应原理中的电化学知识,包括电极反应式的书写、氧化还原反应,综合性较强。

    (1)根据化合价代数和为0的原则,LiCoO 2中Li为+1价,O为-2价,iCo元素的化合价为+3。

    (2)根据工艺流程和相关产物可知,锂离子电池正极材料中只有铝箔与氢氧化钠反应,发生反应的离子方程式2Al + 2OH - + 6H 2O = 2Al(OH)- 4 + 3H 2↑。

    (3)根据“酸浸”的反应物和反应条件,发生的所有氧化还原反应的化学方程式为;2LiCoO 2+ 3H 2SO 4 + H 2O 2

    Li 2SO 4+ 2CoSO 4+ O 2↑+ 4H 2O,H 2O 2自身发生分解反应,2H 2O 2

    2H 2O + O 2↑;LiCoO 2具有较强的氧化性,用盐酸代替H 2SO 4和H 2O 2的混合液,氯气生成,污染较大。

    (4)根据“沉钴”过程中反应物和产物,发生反应的化学方程式CoSO 4+ 2NH 4HCO 3= CoCO 3↓+ (NH 4) 2SO 4+CO 2↑+ H 2O。

    (5)充放电过程中,发生LiCoO 2与Li 1-xCoO 2之间的转化,放电时负极发生的反应为Li xC 6-xe -=6C+xLi +,正极Li 1-xCoO 2 + xe -= LiCoO 2 + xLi +,电池总反应方程式Li 1-xCoO 2+ Li xC 6= LiCoO 2+ 6C。

    (6)进行放电处理时,Li +从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中,有利于锂在正极的回收。根据整个工艺流程的化学反应原理,可回收到的金属化合物有Al(OH) 3、CoCO 3、Li 2SO 4三种。

    【考点定位】工艺流程、电化学、离子方程式