题目内容
废旧锂离子电池的回收利用意义重大，其正极废料的主要成分是LiCoO2，铝、炭黑及其他杂质，回收利用的流程如图1：
已知A溶液主要的金属离子是Co2+、Li+，还含有少量Fe3+、Al3+、Cu2+．
（1）步骤①中铝溶解的离子方程式为 ，固体X的成分是 ；
（2）步骤②中LiCoO2固体溶解的化学方程式为 ，该反应的还原剂是 ；
（3）实验表明溶液A中各种金属离子的沉淀率随pH的变化如图2，除杂时加入氨水调节溶液的pH，可除去杂质离子是 ；
（4）母液中含有最大三种离子是 ；
（5）从1000g锂离子电池正极材料（Li元素含量为5%）中可回收Li2CO3质量为 g．（已知回收率为84%，Li2CO3的化学式量为74．
已知A溶液主要的金属离子是Co2+、Li+，还含有少量Fe3+、Al3+、Cu2+．
（1）步骤①中铝溶解的离子方程式为
（2）步骤②中LiCoO2固体溶解的化学方程式为
（3）实验表明溶液A中各种金属离子的沉淀率随pH的变化如图2，除杂时加入氨水调节溶液的pH，可除去杂质离子是
（4）母液中含有最大三种离子是
（5）从1000g锂离子电池正极材料（Li元素含量为5%）中可回收Li2CO3质量为
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：
分析：正极废料中含有LiCo02和铝箔，将废料先用碱液浸泡，将Al充分溶解，过滤后得到的滤液为含有偏铝酸钠，在浸出液中加入稀硫酸生成氢氧化铝，灼烧、电解可得到铝，滤渣为LiCo02，将滤渣用双氧水、硫酸处理后生成Li2SO4、CoSO4，反应的离子方程式为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，题给信息可知A溶液主要的金属离子是Co2+、Li+，还含有少量Fe3+、Al3+、Cu2+，经除杂后加入草酸铵，可得到CoC2O4固体，母液中含有Li+，加入饱和碳酸钠溶液后过滤，最后得到碳酸锂固体，以此解答该题．
解答：
解：（1）铝能与碱反应生成AlO2-，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，加入稀硫酸，可生成Al（OH）3沉淀，
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；Al（OH）3；
（2）酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO2，生成物有Li2SO4和CoSO4，反应方程式为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，反应中Co元素化合价降低，O元素化合价升高，H2O2为还原剂，
故答案为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O；H2O2；
（3）由图2可知，当调节pH＜5.0时，Co2+不生成沉淀，而Fe3+、Al3+易生成沉淀而除去，可除去杂质离子是Fe3+、Al3+，故答案为：Fe3+、Al3+；
（4）由流程可知，经分离、提纯后，母液中含有Li+、NH4+、SO42-等离子，故答案为：Li+、NH4+、SO42-；
（5）1000g锂离子电池正极材料中Li的质量为1000g×5%=50g，回收的质量为50g×84%=42g，n（Li）=
=6mol，则n（Li2CO3）=3mol，m（Li2CO3）=3mol×74=222g，
故答案为：222g．
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；Al（OH）3；
（2）酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO2，生成物有Li2SO4和CoSO4，反应方程式为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，反应中Co元素化合价降低，O元素化合价升高，H2O2为还原剂，
故答案为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O；H2O2；
（3）由图2可知，当调节pH＜5.0时，Co2+不生成沉淀，而Fe3+、Al3+易生成沉淀而除去，可除去杂质离子是Fe3+、Al3+，故答案为：Fe3+、Al3+；
（4）由流程可知，经分离、提纯后，母液中含有Li+、NH4+、SO42-等离子，故答案为：Li+、NH4+、SO42-；
（5）1000g锂离子电池正极材料中Li的质量为1000g×5%=50g，回收的质量为50g×84%=42g，n（Li）=
| 42g |
| 7g/mol |
故答案为：222g．
点评：本题为生产流程题，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，题目涉及金属的回收、环境保护、氧化还原反应、物质的分离提纯和除杂等问题，题目较为综合，做题时注意仔细审题，从题目中获取关键信息，难度中等．
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