Question

正極材料為的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。但鈷的資源匱乏限制了其進(jìn)一步發(fā)展。

（1）橄欖石型是一種潛在的鋰離子電池正極材料，它可以通過、與溶液發(fā)生共沉淀反應(yīng)，所得沉淀經(jīng)80℃真空干燥、高溫成型而制得。

①共沉淀反應(yīng)投料時，不將和溶液直接混合的原因是      。

②共沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式為              。

③高溫成型前，常向中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的的導(dǎo)電性能外，還能                     。

（2）廢舊鋰離子電池的正極材料試樣（主要含有及少量AI、Fe等）可通過下列實(shí)驗(yàn)方法回收鈷、鋰。

①            在上述溶解過程中，被氧化成，在溶解過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為                   。

②                    在空氣中加熱時，固體殘留率隨溫度的變化如右圖所示。已知鈷的氫氧化物加熱至290℃時已完全脫水，則1000℃時，剩余固體的成分為        。（填化學(xué)式）；在350~400℃范圍內(nèi)，剩余固體的成分為       。（填化學(xué)式）。

Answer 1

【答案】

(1)①Fe²⁺在堿性條件下更易被氧化（凡合理答案均可）

②（NH₄）₂Fe（SO₄）₂+LiOH+H₃PO₄=LiFePO₄+2NH₄HSO₄+H₂O

③與空氣中O₂反應(yīng)，防止LiFePO₄中的Fe²⁺被氧化

（2）

①  

②  、

【解析】本題考察的知識比較散，涉及到能源利用，物質(zhì)性質(zhì)、化工流程分析，圖表分析，覆蓋面比較廣。（1）①不能直接混合的原因是Fe²⁺在堿性條件下更容易被氧化；②根據(jù)題給的信息，發(fā)生的反應(yīng)為（NH₄）₂Fe（SO₄）₂+LiOH+H₃PO₄=LiFePO₄+2NH₄HSO₄+H₂O③消耗空氣中的O₂,保護(hù)Fe²⁺,防止Fe²⁺被氧化；（2）①通過題給信息可知LiCoO₂與Na₂S₂O₃發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)為8 LiCoO₂+ Na₂S₂O₃+11H₂SO₄=4Li SO₄+8CoSO₄+ Na₂SO₄+11 H₂O②根據(jù)質(zhì)量的變化，在變化過程中，Co的質(zhì)量沒有變，通過題給數(shù)據(jù)看，在1000⁰C是Co(OH)₂完全分解，則產(chǎn)物CoO，在350-400⁰C時，固體的質(zhì)量在89.25%-86.38%之間，可以通過極點(diǎn)進(jìn)行分析，在292⁰C,n(Cr)n(O)=100/93：（89.25-100*59/93)/16=2:3,其化學(xué)式為Co₂O₃在500⁰C n(Cr)n(O)= 100/93：（86.38-100*59/93)/16=3:4其化學(xué)式為Co₃O_{4 ，}所以可以確定在350-400⁰C時的化學(xué)式為Co₂O₃和Co₃O₄