LiCoO2是锂离子电池最早使用的电极材料，利用原钴矿(含Cr2O3、NiS等杂质)制备LiCoO2的工艺流程...

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问题详情：

LiCoO2是锂离子电池最早使用的电极材料，利用原钴矿(含Cr2O3、NiS等杂质)制备LiCoO2的工艺流程如下：

资料：i. 在含一定量Cl−的溶液中，钴离子以CoCl42-形式存在：Co2+＋4Cl−CoCl42−

ii. CoCl42−溶于有机*试剂，有机*不溶于水。

iii. 盐*溶液中，有机*试剂对金属离子的溶解率随盐*浓度变化如图所示：

(1)步骤ii选用盐*的浓度应为__________。

a. 4 mol/L b. 6 mol/L c. 10 mol/L

(2)从平衡移动角度解释步骤ⅲ中加入NaCl固体的目的_____________。

(3)步骤iv的*作是_______。

(4)步骤vi用(NH4)2CO3作沉淀剂，在一定条件下得到碱式碳*钴(Co2(OH)2CO3)。实验测得在一段时间内加入等量(NH4)2CO3所得沉淀质量随反应温度的变化如图所示，分析曲线下降的原因____________。

(5)步骤viii中Co3O4 和Li2CO3 混合后，鼓入空气，经高温烧结得到LiCoO2。该反应的化学方程式是_____________。

(6)锂离子电池的工作原理如图，充、放电过程中，Li+在LiCoO2电极和碳电极之间传递。电池的总反应为：LixC + Li1-xCoO2 C+LiCoO2

①放电时，电池的负极是______。

②充电时，电池的*极反应式是______。

【回答】

【*】 (1). c (2). 加入NaCl固体，溶液中Cl−浓度增大，平衡Co2＋＋4Cl− CoCl42−右移，CoCl42−浓度增大，提高其在有机*试剂中的浓度。 (3). 分液 (4). 温度过高，碳*铵分解（或NH4+和CO32-水解程度增大），碳*铵浓度降低，沉淀质量减少。 (5). 4Co3O4 + 6Li2CO3 + O2 12LiCoO2 + 6CO2 (6). LiCoO2 (7). Li1-xCoO2+xLi++xe−== LiCoO2

【解析】

【分析】

分析流程图，结合提供的资料，该工艺流程过程为：处理后的原钴矿用盐*浸取后钴溶解，溶液中含Cr3+、Ni2+等杂质；在*化*共同作用下，Co2+大量转化成CoCl4-，用有机*试剂萃取，经分液后与水中杂质分离；在洗脱过程中又重新转化成CoCl2溶液，再与加入的碳*铵发生反应生成碱式碳*钴，煅烧后又生成四氧化三钴，最后与碳**烧结成产品LiCoO2。在此分析基础上结合图表及相关知识可解各小题。

【详解】(1)分析所给图可知：盐*浓度为4mol/L、6moI/L时，杂质的含量虽然低，但Co2+的溶解率也低；盐*浓度为10mol/L时，Co2+的溶液率很高，而杂质溶解率低，故应选择10mol/L，*为：C

(2)步骤iii的目的是尽可能把二价钴转化成CoCl4-，根据反应Co2＋＋4Cl− CoCl42−可知，*化*的溶解增大了Cl-浓度，使平衡正向移动，提高了Co2+的转化率，故*为：加入NaCl固体，溶液中Cl−浓度增大，平衡Co2＋＋4Cl− CoCl42−右移，CoCl42−浓度增大，提高其在有机*试剂中的浓度

(3)有机*试剂与水不相溶，故可采用分液的方法分离，故*为：分液

(4)由图可知，在一段时间内加入等量碳*铵所得沉淀质量随温度的升高，先增大后减小，因考虑温度对，反应的影响：一方面，温度高有利于CO32-和Co2+的水解，从而有利于生成碱式碳*钴；另一方面，温度升高，使碳*铵的双水解程度增大，致使碳*铵分解，浓度降低，溶液碱*下降，不利与Co2+的水解成Co(OH)2CO3，故*为：温度过高，碳*铵分解(或NH4+和CO32-水解程度增大)，碳*铵浓度降低，沉淀质量减少

(5)不难写出步骤viii的反应为：4Co3O4 + 6Li2CO3 + O2 12LiCoO2 + 6CO2，故*为：4Co3O4 + 6Li2CO3 + O2 12LiCoO2 + 6CO2