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【题目】2019年10月9日,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,将2019年诺贝尔化学奖颁发给来自美国、英国、日本的三位科学家,表彰他们在锂离子电池方面的研究贡献。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)写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式________________。滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有__________(填化学式)。

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

(5)从FeCl3溶液中得到FeCl3·6H2O固体的操作:先_________,再蒸发浓缩、冷却结晶。

(6)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%

【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- 2LiCoO2+8HCl==2CoCl2+Cl2↑+4H2O+2LiCl FeCl3、CoCl2 C 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的目的是增大接触面,加快反应速率,提高浸出率,

答案为:增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率;

(2)铝废液含有,通入过量的得到碳酸氢根离子和氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为: ,

故答案为;

(3)因还原性,且滤液A中含有的是,所以 和盐酸发生氧化还原反应生成氯气和,方程式为: ,碱浸后的固体残渣不含铝,钴酸锂中的三价有强氧化性,把铁氧化为三价铁离子,本身被还原为,碳单质一般性质稳定,不与酸碱盐反应成为滤渣,故滤液A中还含有 和,

故答案为:;、

(4)碳单质一般性质稳定,不与酸碱盐反应成为滤渣,故滤渣的主要成分是,

故答案为: ;

(5)氯化铁易水解得到氢氧化铁沉淀,所以要先加盐酸或通入氯化氢气体,抑制氯化铁的水解,

故答案为:加入适量盐酸(或通入适量氯化氢气体);

(6)由①可知,在120~220℃时, 完全失去结晶水生成,然后继续升高温度加热,则分解生成氧化物,其分解失去的质量为183g×59.02%=108g,剩余的质量为183g-108g=75g,设产物的化学式为,则 ,解得,则化学式为,故方程式为: ,

故答案为:。

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