Question

【题目】钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源，电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。实验过程如下：

已知：①还原性：Cl->Co2+；

②Fe3+和C2O42-结合生成较稳定的[ Fe(C2O4)3]3-，在强酸性条件下分解重新生成Fe3+。回答下列问题：

（1）废旧电池初步处理为粉末状的目的是________________________________________。

（2）从含铝废液得到Al(OH)3的离子反应方程式为__________________________________。

（3）滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有__________（填化学式）。写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式__________________________________。

（4）滤渣的主要成分为____________________（填化学式）。

（5）在空气中加热一定质量的CoC2O4·2H2O固体样品时，其固体失重率数据见下表，请补充完整表中问题。

已知：①CoC2O4在空气中加热时的气体产物为CO2

②固体失重率=对应温度下样品失重的质量/样品的初始质量

序号	温度范围/℃	化学方程式	固体失重率
Ⅰ	120-220	CoC2O4·2H2OCoC2O4+2H2O	19.67%
Ⅱ	300~350	_________________________	59.02%

（6）已知Li2CO3的溶度积常数Ksp=8.64×10-4，将浓度为0.02mol·L-1的Li2SO4和浓度为0.02 mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合，则溶液中的Li+浓度为___________mol·L-1

（7）从FeCl3溶液得到FeCl3·6H2O固体的操作关键是_________________________。

Answer 1

【答案】 增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率 AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3- FeCl3、CoCl2 2LiCoO2+8HCl==2CoCl2+Cl2↑+4H2O+2LiCl C 2CoC2O4+O22CaO+ 4CO2 0.02 加入适量盐酸（或通入适量氯化氢气体）

【解析】(1). 废旧电池初步处理为粉末状，可以增大固体的接触面积，加快反应速率，同时提高浸出率，故答案为：增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率；

(2). 由流程图可知，含铝废液中含有AlO2－，通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀和HCO3－，离子方程式为：AlO2－+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3－，故答案为：AlO2－+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3－；

(3). 由题中信息可知，还原性Cl－>Co2+，又因为还原性Fe2+>Cl－，所以LiCoO2中的+3价Co将Fe2+和Cl－氧化，自身被还原成+2价Co，所以溶质还有FeCl3、CoCl2，根据上述分析可知，LiCoO2和盐酸反应的化学方程式为：2LiCoO2+8HCl==2CoCl2+Cl2↑+4H2O+2LiCl，故答案为：2LiCoO2+8HCl==2CoCl2+Cl2↑+4H2O+2LiCl；

(4). 因单质碳不溶于碱、盐酸和水，所以滤渣的主要成分是单质碳，故答案为：C；

(5).设有1molCoC2O4·2H2O受热分解，由题中信息可知，在300~350℃时，固体失重率为59.02%，所以固体的残留率为40.98%，质量为75g，因为1molCo全部留在固体中，所以O的质量为16g，Co和O的原子个数比为1:1，固体产物为CoO，已知气体产物为CO2，根据得失电子守恒和原子守恒，该反应的化学方程式为：2CoC2O4+O22CaO+ 4CO2，故答案为：2CoC2O4+O22CaO+ 4CO2；

(6). 将浓度为0.02mol·L-1的Li2SO4和浓度为0.02 mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合，溶液体积变为原来的2倍，Qc=c(Li+)2×c(CO32－)=(0.02mol/L)2×0.01mol/L=4×10－6＜Ksp，所以两溶液混合后不产生沉淀，Li+的浓度为0.02mol/L，故答案为：0.02；

(7). 加热蒸发FeCl3溶液得FeCl3·6H2O固体时，会促进Fe3＋的水解，最终得到Fe(OH)3固体，因此在加热蒸发FeCl3溶液时，要加入适量的盐酸（或通入适量氯化氢气体）抑制Fe3＋的水解，故答案为：加入适量盐酸（或通入适量氯化氢气体）。