废锂电池(图中简称废料.主要成份为LiCoO2.炭粉和铝箔)的回收流程如下(1)废液A中除NaOH外.还大量存在的溶质是 .废渣B的主要成分是．(2)废气C为黄绿色有毒气体.步骤②中产生C的化学方程式为．(3)为提高步骤②的效率．在实验室中研究不同条件下CO2+的浸出率．结果如下表．从实验结果看.在仅考虑提高CO2+的浸出率的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

废锂电池（图中简称废料，主要成份为LiCoO₂、炭粉和铝箔）的回收流程如下

（1）废液A中除NaOH外，还大量存在的溶质是

，废渣B的主要成分是

．
（2）废气C为黄绿色有毒气体，步骤②中产生C的化学方程式为

．
（3）为提高步骤②的效率．在实验室中研究不同条件下CO²⁺的浸出率．结果如下表．从实验结果看，在仅考虑提高CO²⁺的浸出率的情况下，实验

（填有效实验的编号）为最优反应条件．

编号	温度/℃	时间/min	盐酸浓度/mol?L^-1	钴浸出率/%
1	80	120	3.04	97.82
2	80	150	3.04	100.0
3	80	180	3.04	100.0
4	80	150	2.28	100.0
5	80	150	1.52	80.26
6	70	150	2.28	86.85
7	90	150	2.28	100.0
8	80	150	2.28	100.6

（4）已知Li₂CO₃的饱和溶液浓度与温度的关系如下表所示．步骤④中操作x为：蒸发浓缩并趁热过滤，该操作的目的是

．90℃，Ksp（Li₂CO₃）的值为

．

温度/℃	0	30	60	90
浓度/mol?L^-1	0.21	0.17	0.14	0.10

（5）将回收得到的CoC₂O₄?2H₂O与Li₂CO₃以2：1的物质的量之比混合后，通人足量空气并加强热，可重新得到活性“CoO₂材料．通人足量空气作用是

．

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,探究温度、压强对化学反应速率的影响

专题：实验设计题

分析：（1）根据流程分析，过程①发生的反应为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，废液A中除NaOH外，还大量存在的溶质是偏铝酸钠，因为碳粉与浓盐酸不反应，所以废渣B的主要成分是碳粉；
（2）根据题意信息步骤②发生的反应为LiCoO₂和过量的浓盐酸反应生成氯化锂、二氯化钴、氯气和水；
（3）由表中数据分析，为提高步骤②的效率，实验2和4为最优反应条件；
（4）由表中数据知，碳酸锂的溶解度随温度升高而降低，步骤④中操作X为蒸发浓缩并趁热过滤，目的是减少碳酸锂因溶解而损失；根据碳酸锂的溶解平衡结合Ksp（Li₂CO₃）=C（Li⁺）²×C（CO₃^2-）计算；
（5）将回收的得到的CoC₂O₄?2H₂O与Li₂CO₃以2：1的物质的量之比混合后，通人足量空气并加强热，可重新得到活性“CoO₂材料，通人足量空气作用是氧气作氧化剂，防止LiCoO₂被还原．

解答： 解：（1）根据流程分析，过程①发生的反应为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，废液A中除NaOH外，还大量存在的溶质是偏铝酸钠，因为碳粉与浓盐酸不反应，所以废渣B的主要成分是碳粉，故答案为：偏铝酸钠；碳粉；
（2）根据题意信息步骤②发生的反应为LiCoO₂和过量的浓盐酸反应生成氯化锂、二氯化钴、氯气和水，化学方程式为：2LiCoO₂+8HCl═2LiCl+2CoCl₂+Cl₂↑+4H₂O，
故答案为：2LiCoO₂+8HCl═2LiCl+2CoCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（3）由表中数据分析，为提高步骤②的效率，实验2和4为最优反应条件；故答案为：2或4；
（4）由表中数据知，碳酸锂的溶解度随温度升高而降低，步骤④中操作X为蒸发浓缩并趁热过滤，此操作的目的是减少碳酸锂因溶解而损失；根据碳酸锂的溶解平衡，则90℃浓度为0.10mol/L，则C（Li⁺）=0.20mol/L，C（CO₃^2-）=0.10mol/L，所以Ksp（Li₂CO₃）=C（Li⁺）²×C（CO₃^2-）=0.20²×0.10=4×10^-3，
故答案为：减少碳酸锂因溶解而损失；4×10^-3；
（5）将回收的得到的CoC₂O₄?2H₂O与Li₂CO₃以2：1的物质的量之比混合后，通人足量空气并加强热，可重新得到活性“CoO₂材料，通人足量空气作用是氧气作氧化剂，防止LiCoO₂被还原，故答案为：氧气作氧化剂，且防止LiCoO₂被还原．

点评：本题考查了工业流程，涉及物质的分离与提纯，化学方程式的书写及其计算，难度较大．