题目内容
锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2 O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：
（1）上述各步中，发生氧化还原反应的是： ；在滤液C中溶质的化学式为：
（2）第②步中生成沉淀X的化学方程式是：
（3）第③步发生反应的离子方程式是：
（4）第④步过程中可以观察到的现象是：
（5）若锂元素在转化过程中无损失，在某次回收过程中将滤液B稀释为V1mL，时，测得其PH=1，第④步加入的Na2CO3为a g，滤液C需要加入V2mLbmol?L-1的H2SO4溶液后才能达到中性．则该次回收得到的Li2CO3为 mol．（只需列算式，不必化简）
（1）上述各步中，发生氧化还原反应的是：
（2）第②步中生成沉淀X的化学方程式是：
（3）第③步发生反应的离子方程式是：
（4）第④步过程中可以观察到的现象是：
（5）若锂元素在转化过程中无损失，在某次回收过程中将滤液B稀释为V1mL，时，测得其PH=1，第④步加入的Na2CO3为a g，滤液C需要加入V2mLbmol?L-1的H2SO4溶液后才能达到中性．则该次回收得到的Li2CO3为
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：化学实验基本操作
分析：第一步就是铝溶解在氢氧化钠溶液中（注意LiMn2O4不溶于水）生成四羟基合铝酸钠，即滤液的主要成分，第二步就是四羟基合铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠的过程，第三步是LiMn2O4在酸性环境下能被空气中的氧气氧化发生的氧化还原反应，得到的滤液中有生成的硫酸锂，可能有过量的硫酸，最后一步加入碳酸钠之后所得的滤液主要成分为硫酸钠和过量碳酸钠；
（1）反应前后元素化合价发生变化的为氧化还原反应，最后一步加入碳酸钠之后所得的滤液主要成分为硫酸钠和过量碳酸钠；
（2）四羟基合铝酸钠与过量二氧化碳反应得产物是Al（OH）3沉淀和碳酸氢钠；
（3）在酸性环境下，LiMn2O4能被空气中的氧气氧化；
（4）LiMn2O4和碳粉中加入足量硫酸，通入空气过滤得到滤液中主要是硫酸锂，加入过量碳酸钠和过量硫酸反应生成二氧化碳气体，和硫酸锂反应生成碳酸锂沉淀；
（5）依据反应过程和物质定量关系，结合化学反应和元素守恒计算得到；
（1）反应前后元素化合价发生变化的为氧化还原反应，最后一步加入碳酸钠之后所得的滤液主要成分为硫酸钠和过量碳酸钠；
（2）四羟基合铝酸钠与过量二氧化碳反应得产物是Al（OH）3沉淀和碳酸氢钠；
（3）在酸性环境下，LiMn2O4能被空气中的氧气氧化；
（4）LiMn2O4和碳粉中加入足量硫酸，通入空气过滤得到滤液中主要是硫酸锂，加入过量碳酸钠和过量硫酸反应生成二氧化碳气体，和硫酸锂反应生成碳酸锂沉淀；
（5）依据反应过程和物质定量关系，结合化学反应和元素守恒计算得到；
解答：
解：第一步就是铝溶解在氢氧化钠溶液中（注意LiMn2O4不溶于水）生成四羟基合铝酸钠，即滤液的主要成分，第二步就是四羟基合铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠的过程，第三步是LiMn2O4在酸性环境下能被空气中的氧气氧化发生的氧化还原反应，得到的滤液中有生成的硫酸锂，可能有过量的硫酸，最后一步加入碳酸钠之后所得的滤液主要成分为硫酸钠；
（1）分析流程可知发生氧化还原反应的是①中铝溶解发生的氧化还原反应，③中空气中 氧气发生氧化还原反应，得到的滤液B中有生成的硫酸锂，可能有过量的硫酸，最后一步加入碳酸钠之后所得的滤液C主要成分为硫酸钠和过量碳酸钠；
故答案为：①③，Na2SO4、Na2CO3 ；
（2）四羟基合铝酸钠与过量二氧化碳反应得产物是Al（OH）3沉淀和碳酸氢钠，反应的化学方程式为：NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3；
故答案为：NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3；
（3）在酸性环境下，LiMn2O4能被空气中的氧气氧化，离子方程式为：4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O；
故答案为：4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O；
（4）LiMn2O4和碳粉中加入足量硫酸，通入空气过滤得到滤液中主要是硫酸锂，加入过量碳酸钠和过量硫酸反应生成二氧化碳气体，和硫酸锂反应生成碳酸锂沉淀，反应现象是生成沉淀和气体；
故答案为：有气体和沉淀生成；
（5）碳酸钠和过量硫酸、硫酸锂反应生成二氧化碳和碳酸锂沉淀，在某次回收过程中将滤液B稀释为V1mL，时，测得其PH=1，溶液中氢离子浓度为0.1mol/L，则需要反应的碳酸钠物质的量为
mol，第④步加入的Na2CO3为a g，滤液C需要加入V2mLbmol?L-1的H2SO4溶液后才能达到中性，剩余碳酸钠物质的量为
，依据碳元素守恒计算得到该次回收得到的Li2CO3物质的量=：[
-（
）-（
）]
故答案为：[
-（
）-（
）]
（1）分析流程可知发生氧化还原反应的是①中铝溶解发生的氧化还原反应，③中空气中 氧气发生氧化还原反应，得到的滤液B中有生成的硫酸锂，可能有过量的硫酸，最后一步加入碳酸钠之后所得的滤液C主要成分为硫酸钠和过量碳酸钠；
故答案为：①③，Na2SO4、Na2CO3 ；
（2）四羟基合铝酸钠与过量二氧化碳反应得产物是Al（OH）3沉淀和碳酸氢钠，反应的化学方程式为：NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3；
故答案为：NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3；
（3）在酸性环境下，LiMn2O4能被空气中的氧气氧化，离子方程式为：4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O；
故答案为：4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O；
（4）LiMn2O4和碳粉中加入足量硫酸，通入空气过滤得到滤液中主要是硫酸锂，加入过量碳酸钠和过量硫酸反应生成二氧化碳气体，和硫酸锂反应生成碳酸锂沉淀，反应现象是生成沉淀和气体；
故答案为：有气体和沉淀生成；
（5）碳酸钠和过量硫酸、硫酸锂反应生成二氧化碳和碳酸锂沉淀，在某次回收过程中将滤液B稀释为V1mL，时，测得其PH=1，溶液中氢离子浓度为0.1mol/L，则需要反应的碳酸钠物质的量为
| V1×0.05 |
| 1000 |
| V2×b |
| 1000 |
| a |
| 106 |
| V1×0.05 |
| 1000 |
| V2×b |
| 1000 |
故答案为：[
| a |
| 106 |
| V1×0.05 |
| 1000 |
| V2×b |
| 1000 |
点评：本题是一道实验和基础知识相结合的综合题，主要是混合物分离试剂作用和生成产物判断，元素守恒的计算应用，难度较大．
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用NA表示阿伏伽德罗常数的数值，下列说法正确的有 （ ）
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在反应3Cl2+6KOH（浓）
KClO3+5KCl+3H2O中，氧化剂与还原剂物质的量之比为（ ）
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| A、1：5 | B、4：1 |
| C、5：1 | D、1：4 |