题目内容

11．废旧钴酸锂镍离子电池主要含有Fe、Al、Cu的单质和LiCoO2，某化学小组同学设计如下实验流程分离其中各种金属元素．

提示：FeC2O4难溶于水：Fe3++3C2O42-═[Fe（C2O4）3]3-；[Fe（C2O4）3]3-遇酸转化为Fe3+．回答下列问题：
（1）碱浸泡过程中发生反应的离子方程式是2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑．
（2）向固体残渣中加入盐酸时，LiCoO2发生如下反应，请完成该反应的化学方程式：□LiCoO2+□HCl-□LiCl+□CoCl2+□Cl2↑+□H2O．
（3）向滤液A中加入H2O2的作用是氧化Fe2+为Fe3+，避免下一步Fe2+形成FeC2O4沉淀．
（4）过滤Li2CO3时发现滤液中有少量浑浊，从实验的角度给出一种可能的原因滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等．

分析 废旧钴酸锂镍离子电池主要含有Fe、Al、Cu的单质和LiCoO2，初步处理，加碱浸泡，铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气，固体残渣为：Fe、Cu的单质和LiCoO2，加盐酸Fe+2H+=Fe2++H2↑，2LiCoO2+8H++2Cl-=2Li++2Co2++Cl2↑+4H2O，沉淀为Cu，滤液A为Fe2+、Li+、Co3+、Cl-，FeC2O4难溶于水，向滤液A中加入H2O2，氧化Fe2+为Fe3+，加入草酸铵，过滤沉淀为CoC2O4•2H2O，滤液B为：Fe3+、Li+、Cl-，加入碳酸钠，发生的离子反应为2Li++CO32-=Li2CO3↓，滤液C为Fe3+、Cl-，加入氧化剂防止铁离子被还原得氯化铁溶液，
（1）碱浸泡过程中铝和碱液反应生成偏铝酸盐溶液；
（2）LiCoO2中Li为+1价，Co为+3价，具有氧化性，HCl中-1价的氯具有还原性，Co（+3→+2），Cl（-1→0）根据得失电子守恒和元素守恒分析解答；
（3）FeC2O4难溶于水，[Fe（C2O4）3]3-遇酸转化为Fe3+，为避免沉淀Fe2+，需氧化亚铁离子，H2O2具有氧化性，Fe2+具有还原性，向滤液A中加入H2O2的作用是氧化Fe2+为Fe3+；
（4）根据过滤实验可能出现浑浊的情况分析；

解答 解：废旧钴酸锂镍离子电池主要含有Fe、Al、Cu的单质和LiCoO2，初步处理，加碱浸泡，铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气，固体残渣为：Fe、Cu的单质和LiCoO2，加盐酸Fe+2H+=Fe2++H2↑，2LiCoO2+8H++2Cl-=2Li++2Co2++Cl2↑+4H2O，沉淀为Cu，滤液A为Fe2+、Li+、Co3+、Cl-，FeC2O4难溶于水，向滤液A中加入H2O2，2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，氧化Fe2+为Fe3+，加入草酸铵，过滤沉淀为CoC2O4•2H2O，滤液B为：Fe3+、Li+、Cl-，加入碳酸钠，发生的离子反应为2Li++CO32-=Li2CO3↓，滤液C为Fe3+、Cl-，加入氧化剂防止铁离子被还原得氯化铁溶液，
（1）铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气，所以碱浸泡过程中发生反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（2）LiCoO2中Li为+1价，Co为+3价，具有氧化性，HCl中-1价的氯具有还原性，向固体残渣中加入盐酸时，Co（+3→+2），Cl（-1→0），最小公倍数为1，因Cl2为双原子分子，所以LiCoO2前系数为2，根据原子守恒，未知物为水，所以反应为：2LiCoO2+8HCl=2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O，
故答案为：2LiCoO2+8HCl=2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O；
（3）FeC2O4难溶于水，[Fe（C2O4）3]3-遇酸转化为Fe3+，为避免沉淀Fe2+，需氧化亚铁离子，H2O2具有氧化性，Fe2+具有还原性，向滤液A中加入H2O2的作用是氧化Fe2+为Fe3+；发生的反应为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，
故答案为：氧化Fe2+为Fe3+，避免下一步Fe2+形成FeC2O4沉淀；
（4）过滤Li2CO3时发现滤液中有少量浑浊，可能滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等，
故答案为：滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等．

点评 本题考查物质的分离和提纯，侧重考查工艺流程的分析，涉及沉淀的生成与物质的性质、基本实验操作等知识点，明确物质性质是解本题关键，知道每一步发生的反应及分离方法，题目难度中等．

练习册系列答案
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3．茉莉花香气成分中含有茉莉酮（），其香味浓郁，被广泛应用于化妆品的制造中．
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（2）茉莉酮属于bc（填字母）
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某温度时，水的离子积常数KW=1×10-13．在此温度下，将pH=a的硫酸溶液Va L与pH=b的NaOHVb L混合，若所得混合液为中性，如果a+b=13，则Va：Vb=1：1．
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①在同体积、同pH的三种酸中，分别加入足量的碳酸钠粉末，在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是c＞a=b．（填酸的序号和符号＞、＜、=表示，下同）．
②在同体积、同pH的三种酸中，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌粒，若产生相同体积的氢气（同温同压下），则开始反应时速率大小关系是b=a=c，反应所用时间长短关系是b=a＞c．
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A．投入的Na、K的质量一定相等
B．投入的Na的质量小于K的质量
C．曲线A表示Na与盐酸反应，曲线B表示K与盐酸反应
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