Question

（14分）某種鋰離子電池的正極材料是將含有鈷酸鋰（LiCoO2）的正極粉均勻涂覆在鋁箔上制成的，可以再生利用。某校研究小組嘗試回收廢舊正極材料中的鈷。

（1）25℃時，用圖1所示裝置進行電解，有一定量的鈷以Co2+的形式從正極粉中浸出，且兩極均有氣泡產(chǎn)生，一段時間后正極粉與鋁箔剝離。

①陰極的電極反應(yīng)式為：LiCoO2 + 4H+ + e- === Li+ + Co2+ + 2H2O 、 。

陽極的電極反應(yīng)式為 。

②該研究小組發(fā)現(xiàn)硫酸濃度對鈷的浸出率有較大影響，一定條件下，測得其變化曲線如圖2所示。當(dāng)c(H2SO4) > 0.4 mol·L-1時，鈷的浸出率下降，其原因可能為 。

（2）電解完成后得到含Co2+的浸出液，且有少量正極粉沉積在電解槽底部。用以下步驟繼續(xù)回收鈷。

①寫出“酸浸”過程中正極粉發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。該步驟一般在80℃以下進行，溫度不能太高的原因是 。

②已知(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性，下列關(guān)系中正確的是 （填字母序號）。

a.c (NH4+)> c(C2O42-)>c (H+)>c (OH-)

b.c (H+) +c (NH4+) =c (OH-) + c(HC2O4-)+c(C2O42-)

c.c (NH4+)+ c (NH3H2O ) = 2[c(C2O42-) + c(HC2O4-) + c(H2C2O4)]

（3）已知所用鋰離子電池的正極材料為x g，其中LiCoO2（M = 98 g·mol-1）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%，則回收后得到CoC2O42H2O （M = 183 g·mol-1）的質(zhì)量不高于 g。

Answer 1