Question

【題目】鈷酸鋰電池應用廣泛，電池正極材料主要含有LiCoO2、導電劑乙炔黑、鋁箔及少量Fe，可通過下列實驗方法回收鈷、鋰。

幾種金屬離子沉淀完全(離子濃度為10-5mo/L)的pH如下表:

離子	Fe3+	Al3+	Fe2+	Co2+
溶液pH	3.2	4.7	9.0	9.2

回答下列問題:

(1)濾液I的主要成分是_________。

(2)已知:氧化性Co3+>H2O2>Fe3+，“酸浸”過程中H2O2所起主要作用是________不能用鹽酸代替硫酸，原因是:__________。“調節pH”除去的離子主要有Al3+和_____。

(3)酸浸時浸出率隨溫度變化如圖所示，溫度升高至50℃以上時浸出率下降的原因是_________。

(4)“萃取”和“反萃取“可簡單表示為:Co2++2(HA)2Co(HA2)2+2H+，則反萃取過程加入的試劑X是____________。

(5)向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液，發生反應的離子方程式為_________。

Answer 1

【答案】 NaA1O2、NaOH 將Co3+還原為Co2+ Co3+氧化C1-生成Cl2污染空氣 Fe2+ 溫度升高，H2O2分解速率加快，參與酸浸反應的H2O2的量減少，導致浸出率下降 H2SO4溶液 Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O

【解析】(1).加堿浸泡，鋁和堿液反應生成偏鋁酸鹽和氫氣，所以濾液中為NaA1O2及過量的NaOH；

(2).由流程尾端可知要得到Co2+，所以H2O2所起主要作用是還原Co3+；鹽酸中C1-有較強的還原性，能被氧化為Cl2，從而對空氣造成污染，所以不能使用鹽酸代替；由流程尾端可知鐵離子已經在此步驟除去，且Al（OH）3和Fe（OH）3同樣在水中溶解度較小；

(3). H2O2的分解為吸熱反應，升高溫度會促使H2O2分解速率加快，參與酸浸反應的H2O2的量減少，導致浸出率下降；

(4).反萃取需要提高氫離子濃度，根據生成硫酸鈣物質，則X為硫酸；

(5).生成物中包含CoCO3，則反應方程式為：

CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+CO2↑+(NH4)2 SO4+H2O,則離子反應方程式為：Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O