锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用．某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、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-=LixC6．现欲利用以下

Question

锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用．某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO₂）、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_xC₆．现欲利用以下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）“酸浸”一般在80℃下进行，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H₂SO₄和H₂O₂的混合液，但缺点是___．
（2）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式___．
（3）充放电过程中，发生LiCoO₂与Li_1-xCoO₂之间的转化，写出充电时电池反应方程式___．
（4）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）．

Answer 1

（1）酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO₂，生成物有Li₂SO₄和CoSO₄，反应方程式为：2LiCoO₂+3H₂SO₄+H₂O₂(△.)/()Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂↑+4H₂O；2H₂O₂(△.)/()2H₂O+O₂↑；由题中信息知LiCoO₂具有强氧化性，加入盐酸有污染性气体氯气生成，污染较大；
故答案为：2LiCoO₂+3H₂SO₄+H₂O₂(△.)/()Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂↑+4H₂O；2H₂O₂(△.)/()2H₂O+O₂↑；有氯气生成，污染较大；
（2）“沉钴”过程中硫酸钴和碳酸氢铵反应生成碳酸钴沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水，反应方程式为CoSO₄+2NH₄HCO₃=CoCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+CO₂↑+H₂O；
故答案为：CoSO₄+2NH₄HCO₃=CoCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+CO₂↑+H₂O；
（3）充电时，LiCoO₂和C发生氧化还原反应生成Li_1-xCoO₂和Li_xC₆，反应方程式为：LiCoO₂+6C=Li_1-xCoO₂+Li_xC₆；
故答案为：LiCoO₂+6C=Li_1-xCoO₂+Li_xC₆；
（4）放电时，负极上生成锂离子，锂离子向正极移动并进入正极材料中，所以“放电处理”有利于锂在正极的回收，根据流程图知，可回收到的金属化合物有Al（OH）₃、CoCO₃、Li₂SO₄；
故答案为：Li⁺从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中；Al（OH）₃、CoCO₃、Li₂SO₄．