鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷*鋰（LiCoO2）、導電劑乙炔黑和鋁箔等...

問題詳情：

鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷*鋰（LiCoO2）、導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發生的反應爲6C+xLi++xe- = LixC6。現欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。

回答下列問題：

（1）LiCoO2中，Co元素的化合價爲__________。

（2）寫出“正極鹼浸”中發生反應的離子方程式_____________________。

（3）“*浸”一般在80℃下進行，寫出該步驟中發生的所有氧化還原反應的化學方程式_________________________________________________________；可用鹽*代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點是__________________________。

（4）寫出“沉鈷”過程中發生反應的化學方程式______________________。

（5）充放電過程中，發生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉化，寫出放電時電池反應方程式_________________________________________________________。

（6）上述工藝中，“放電處理”有利於鋰在正極的回收，其原因是______。在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物有_______________（填化學式）。

【回答】

+3    2Al + 2OH-+ 2H2O = 2AlO2-+ 3H2↑    2LiCoO2+ 3H2SO4+ H2O2Li2SO4+ 2CoSO4+ O2↑+ 4H2O、2H2O22H2O + O2↑    有*氣生成，污染較大    CoSO4+ 2NH4HCO3= CoCO3↓+ (NH4)2SO4+CO2↑+ H2O    Li1-xCoO2+ LixC6= LiCoO2+ 6C    Li+從負極中脫出，經由電解質向正極移動並進入正極材料中    Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4   

【詳解】

（1）根據化合物中元素的正負化合價的代數和爲0知，LiCoO2中，Li、O的化合價依次爲+1價、-2價，則Co元素的化合價爲+3價。

（2）正極材料中含有鋁，鋁易溶於強鹼溶液生成AlO2-，反應的離子方程式爲2Al + 2OH- + 2H2O＝2AlO2－+ 3H2↑。

（3）“*浸”時反應物有硫*、過氧化*以及LiCoO2，生成物有Li2SO4和CoSO4，Co被還原，則H2O2被氧化成O2，反應方程式爲：2LiCoO2+ 3H2SO4 + H2O2Li2SO4+ 2CoSO4+ O2↑+ 4H2O，同時H2O2受熱易分解，過氧化*分解反應的化學方程式爲：2H2O22H2O + O2↑；鹽*具有還原*和**，可用鹽*代替硫*和H2O2的混合液，LiCoO2能將鹽*氧化成Cl2，Cl2污染較大。

（4）“沉鈷”過程中硫*鈷和碳**銨反應生成碳*鈷沉澱、硫*銨、二氧化碳和水，反應方程式爲CoSO4+ 2NH4HCO3=CoCO3↓+ (NH4)2SO4+CO2↑+ H2O。

（5）充電時，該鋰離子電池負極發生的反應爲6C+xLi++xe- = LixC6，則該鋰離子電池正極發生的反應爲LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+，充電時總反應爲LiCoO2+ 6C= Li1-xCoO2+ LixC6，放電時電池反應式爲Li1-xCoO2+ LixC6=LiCoO2+ 6C。

（6）放電時，負極上生成鋰離子，鋰離子向正極移動並進入正極材料中，所以“放電處理”有利於鋰在正極的回收；根據流程圖知，可回收到的金屬化合物有Al（OH）3、CoCO3、Li2SO4。

知識點：鎂和鋁

題型：工業流程題