《2025年人教金学典同步解析与测评高中化学选择性必修1人教版》

10. 锂离子电池的应用很广泛，其正极材料可再生利用。某锂离子电池的正极材料有钴酸锂（${LiCoO_{2}}$）、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为 ${6C + xLi^{+} + xe^{-} = Li_{x}C_{6}}$。现欲利用图 4 - 28 所示工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。

回答下列问题。
（1）${LiCoO_{2}}$ 中，${Co}$ 的化合价为____。
（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式：____。
（3）“酸浸”一般在 ${80 ^{\circ}C}$ 时进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式：____、____；可用盐酸代替 ${H_{2}SO_{4}}$ 和 ${H_{2}O_{2}}$ 的混合液，但缺点是____。
（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式：____。
（5）充、放电过程中，发生 ${LiCoO_{2}}$ 与 ${Li_{1 - x}CoO_{2}}$ 之间的转化，写出放电时的电池总反应：____。
（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是____。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有____（填化学式）。

答案： 10.
(1)＋3价
(2)2Al＋2OH⁻＋6H₂O=2[Al(OH)₄]⁻＋3H₂↑
(3)2LiCoO₂＋3H₂SO₄＋H₂O₂△Li₂SO₄＋2CoSO₄＋O₂↑＋4H₂O
2H₂O₂△2H₂O＋O₂↑
有氯气生成，污染较大
(4)CoSO₄＋2NH₄HCO₃=CoCO₃↓＋(NH₄)₂SO₄＋CO₂↑＋H₂O
(5)Li₁₋ₓCoO₂＋LiₓC₆=LiCoO₂＋6C
(6)Li⁺从负极中脱出，经由电解质溶液向正极移动并进入正极材料中 Al(OH)₃、CoCO₃、Li₂SO₄