锂离子电池应用很广。某种锂离子二次电池的电极材料主要是钴酸锂（LiCoO2）和石...

锂离子电池应用很广。某种锂离子二次电池的电极材料主要是钴酸锂（LiCoO2）和石墨。钴是一种稀有的贵重金属，废旧锂离子电池电极材料的回收再生意义重大。

(1)锂离子电池（又称锂离子浓差电池）的充电过程：Li+从含LiCoO2的电极中脱出，正三价Co被氧化，此时该极处于贫锂态（Li1-xCoO2）。

①放电时，电流从___（填“a”或“b”）极流出。

②充电时，a极的电极反应式为___。

(2)钴酸锂回收再生流程如下：

①用H2SO4酸浸时，通常添加30%的H2O2以提高浸出效率，其中H2O2的作用是___。

②用盐酸代替H2SO4和H2O2，浸出效率也很高，但工业上不使用盐酸，主要原因之一是：会产生有毒、有污染的气体。写出相应反应的化学方程式___。

③其他条件不变时，相同反应时间，随着温度升高，含钴酸锂的固体滤渣在H2SO4和30%H2O2混合液中的浸出率曲线如图，请解释温度高于80℃，钴的浸出率变化的原因：___。

④高温下，在O2存在时纯净的CoC2O4与Li2CO3再生为LiCoO2的化学方程式为___。

a LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+ 还原LiCoO2（将LiCoO2中的+3价Co还原为Co2+） 2LiCoO2+8HCl=2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O 80℃后，升高温度使H2O2分解速率加快，H2O2浓度下降，使浸出率反而降低 4CoC2O4+2Li2CO3+3O2=4LiCoO2+10CO2 【解析】 (1)①充电时，LiCoO2失电子生成Li1-xCoO2，a电极为阳极，则放电时，a电极为正极。 ②充电时，a极LiCoO2失电子，生成Li1-xCoO2和Li+。 (2)①酸浸时，LiCoO2转化为Co2+，LiCoO2作氧化剂，由此可得出30%H2O2的作用。 ②有毒、有污染的气体应为氯气，则LiCoO2与HCl发生氧化还原反应，生成LiCl、CoCl2、Cl2等。 ③30%H2O2的热稳定性较差，温度高于一定数值，会发生分解，从而降低钴的浸出率。 ④O2与CoC2O4、Li2CO3反应，生成LiCoO2和CO2，由此可写出反应的化学方程式。 (1)①充电时，LiCoO2失电子生成Li1-xCoO2，a电极为阳极，则放电时，a电极为正极。电流从正极(a)流向负极。答案为：a； ②充电时，a极LiCoO2失电子，生成Li1-xCoO2和Li+，从而得出a极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+。答案为：LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+； (2)①酸浸时，LiCoO2转化为Co2+，LiCoO2作氧化剂，则H2O2作还原剂。答案为：还原LiCoO2（将LiCoO2中的+3价Co还原为Co2+）； ②有毒、有污染的气体应为氯气，则LiCoO2与HCl发生氧化还原反应，生成LiCl、CoCl2、Cl2等。相应反应的化学方程式为2LiCoO2+8HCl=2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O。答案为：2LiCoO2+8HCl=2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O； ③从温度考虑，温度高应对反应有利，现升高温度，导致钴的浸出率下降，只能是温度的升高对30%H2O2产生了不利的影响。由此得出温度高于80℃，钴的浸出率变化的原因：80℃后，升高温度使H2O2分解速率加快，H2O2浓度下降，使浸出率反而降低。答案为：80℃后，升高温度使H2O2分解速率加快，H2O2浓度下降，使浸出率反而降低； ④O2与CoC2O4、Li2CO3反应，生成LiCoO2和CO2，则反应的化学方程式为4CoC2O4+2Li2CO3+3O2=4LiCoO2+10CO2。答案为：4CoC2O4+2Li2CO3+3O2=4LiCoO2+10CO2。

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考点分析：

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某小组同学利用如图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验：

装置	分别进行的操作	现象
	i．连好装置一段时间后，向烧杯中滴加酚酞
ii．连好装置一段时间后，向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液	铁片表面产生蓝色沉淀

(1)小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了吸氧腐蚀。

①实验i中的现象是___。

②用电极反应式解释实验i中的现象：___。

(2)查阅资料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。

①据此有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是___。

②进行下列实验，在实验几分钟后的记录如下：

实验	滴管	试管	现象
	0.5mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液	iii．蒸馏水	无明显变化
iv．1.0mol·L-1NaCl溶液	铁片表面产生大量蓝色沉淀
v．0.5mol·L-1Na2SO4溶液	无明显变化

以上实验表明：在有Cl-存在条件下，K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。为探究Cl-的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验iii，发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明Cl-的作用是___。

(3)有同学认为上述实验仍不够严谨。为进一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验ii结果的影响，又利用（2）中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是__(填字母序号)。

实验	试剂	现象
A	酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]溶液(已除O2)	产生蓝色沉淀
B	酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2)	产生蓝色沉淀
C	铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(已除O2)	产生蓝色沉淀
D	铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液(已除O2)	产生蓝色沉淀

(4)综合以上实验分析，利用实验ii中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是：连好装置一段时间后，___(回答相关操作、现象)，则说明负极附近溶液中产生了Fe2＋，即发生了电化学腐蚀。

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五氧化二碘(I2O5)可用作氧化剂，除去空气中的一氧化碳，易溶于水形成碘酸，不溶于无水乙醇、乙醚、氯仿和二硫化碳。用下列装置制备五氧化二碘加热装置及夹持装置省略。

制备五氧化二碘的步骤如下：

步骤1：I2与KClO3按一定比例加入反应器M中，用硝酸调节pH=1～2，温度控制在80～90℃。搅拌反应lh，使反应完全。

步骤2：然后冷却至室温，析出碘酸氢钾[KH(IO3)2]晶体。将过滤得到的晶体加水、加热溶解，并用足量氢氧化钾溶液中和至溶液pH为10。再冷却结晶，过滤得到的晶体于干燥3h，得到碘酸钾产品。

步骤3：将步骤2制得的碘酸钾酸化后得碘酸(HIO3)，再将碘酸在干燥空气气流中加热到失水得到五氧化二碘。

(1)五氧化二碘可除去空气中的一氧化碳，反应生成碘单质，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__。

(2)仪器M的名称是__。反扣的漏斗N除了可以防止倒吸，还有一个作用是__。

(3)步骤1中除了生成碘酸氢钾外，同时还生成氯化钾和氯气，若n(KCl)：n(Cl2)=5：3，写出该反应的化学方程式：___。

(4)步骤2中的主要反应为IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O，称取0.700g碘酸钾产品假设杂质不参与反应，将产品放入烧杯中，加蒸馏水溶解，并加入足量酸化的KI溶液，配制成100mL溶液，取10.00mL配制的溶液于锥形瓶中并加入指示剂，然后用0.1molL-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，三次实验平均消耗标准溶液的体积为18.00mL。已知：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6