题目内容
废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等）可通过下列实验方法回收钴、锂．
（1）在上述溶解过程中，S2O32ˉ被氧化成SO42ˉ，LiCoO2在溶解过程中反应的离子方程式为______．
| 沉淀物 | 开始沉淀pH | 沉淀完全pH |
| Al（OH）3 | 3.0 | 5.2 |
| Fe（OH）3 | 1.5 | 2.8 |
| Fe（OH）2 | 7.6 | 9.7 |
（3）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如图乙．
a．将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解．
b．电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液，过滤、烘干得高纯Li2CO3．
①a中，阴极的电极反应式是______．
②b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是______．
【答案】分析：（1）酸性条件下，S2O32ˉ被氧化成SO42ˉ，则LiCoO2被氧化生成Co2+，根据离子方程式的书写规则，再根据氧化还原反应中得失电子结合原子守恒配平方程式；
（2）亚铁离子不稳定易被氧化生成铁离子，根据沉淀所需溶液的pH确定废渣的成分，过滤过程中需要的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒，偏铝酸盐能和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀；
（3）①a中，阴极上氢离子放电生成氢气；
②b中，氢氧化锂和碳酸氢铵反应生成碳酸锂和碳酸铵．
解答：解：（1）根据题意知，酸性条件下，S2O32ˉ被氧化成SO42ˉ，则LiCoO2被氧化生成Co2+，所以发生的离子反应方程式为：S2O32ˉ+8LiCoO2+22H+═2SO42ˉ+8Li++8Co2++11H2O，
故答案为：S2O32ˉ+8LiCoO2+22H+═2SO42ˉ+8Li++8Co2++11H2O；
（2）亚铁离子不稳定，易被氧气氧化生成铁离子，所以除杂时通入空气的目的是将亚铁离子氧化生成铁离子，再将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，从而除去亚铁离子；根据表格知，pH为5-6时，铁离子和铝离子完全转化为沉淀，所以废渣的成分是Fe（OH）3、Al（OH）3；分离固体和溶液的方法是过滤，过滤过程中需要的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒；步骤I中，废渣中的铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，步骤II中，向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳，使偏铝酸钠转化为氢氧化铝，反应离子方程式为2AlO2-+CO2+3H2O═2Al（OH）3↓+CO32ˉ或AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-，
故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+； Fe（OH）3、Al（OH）3；烧杯、漏斗、玻璃棒；2AlO2-+CO2+3H2O═2Al（OH）3↓+CO32ˉ或AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3ˉ；
（3）①a中，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为：2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2+2OH-，
故答案为：2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2+2OH-；
②b中，氢氧化锂和碳酸氢铵反应生成碳酸锂和碳酸铵，反应方程式为2LiOH+2NH4HCO3═Li2CO3↓+（NH4）2CO3，
故答案为：2LiOH+2NH4HCO3═Li2CO3↓+（NH4）2CO3．
点评：本题考查了离子方程式的书写、电极反应式的书写、氧化还原反应等知识点，难度较大，明确物质的性质是解本题的关键，知道氢氧化铝是重要的两性氢氧化物，能与强酸和强碱反应生成盐．
（2）亚铁离子不稳定易被氧化生成铁离子，根据沉淀所需溶液的pH确定废渣的成分，过滤过程中需要的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒，偏铝酸盐能和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀；
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解答：解：（1）根据题意知，酸性条件下，S2O32ˉ被氧化成SO42ˉ，则LiCoO2被氧化生成Co2+，所以发生的离子反应方程式为：S2O32ˉ+8LiCoO2+22H+═2SO42ˉ+8Li++8Co2++11H2O，
故答案为：S2O32ˉ+8LiCoO2+22H+═2SO42ˉ+8Li++8Co2++11H2O；
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故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+； Fe（OH）3、Al（OH）3；烧杯、漏斗、玻璃棒；2AlO2-+CO2+3H2O═2Al（OH）3↓+CO32ˉ或AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3ˉ；
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练习册系列答案
黄冈创优卷系列答案
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的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。
是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过
、
与
溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。
被氧化成
，
在空气中加热时，固体残留率随温度的变化，如下图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水，则1000℃时，剩余固体的成分为 。（填化学式）；在350~400℃范围内，剩余固体的成分为 。（填化学式）。
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