题目

题型：模拟题难度：来源：

正极材料为LiCoO₂的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。
(1)橄榄石型LiFePO₄是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过(NH₄)₂Fe(SO₄)₂、H₃PO₄与LiOH溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。
①共沉淀反应投料时，不将(NH₄)₂Fe(SO₄)₂和LiOH溶液直接混合的原因是________________。
②共沉淀反应的化学方程式为____________________。
③高温成型前，常向LiFePO₄中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的LiFePO₄的导电性能外，还能___________________。
(2)废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有LiCoO₂及少量Al、Fe等）可通过下列实验方法回收钴、锂。
①在上述溶解过程中，S₂O₃^2-被氧化成SO₄^2-，LiCoO₂在溶解过程中反应的化学方程式为____________________
②Co(OH)₂在空气中加热时，固体残留率随温度的变化如上图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水，则1000℃时，剩余固体的成分为___________（填化学式）；在350-400℃范围内，剩余固体的成分为_______（填化学式）。

答案

(1)①Fe²⁺在碱性条件下更容易被氧化（凡合理答案均可）；②(NH₄)₂Fe(SO₄)₂+LiOH+H₃PO₄=LiFePO₄+
2NH₄HSO₄+H₂O；③与空气中O₂反应，防止LiFePO₄中的Fe²⁺被氧化
(2)①8LiCoO₂+Na₂S₂O₃+11H₂SO₄=4Li₂SO₄+8CoSO₄+ Na₂SO₄+11H₂O ②CoO；Co₂O₃、Co₃O₄