Question

锂离子电池回收具有重要意义．重点回收的是正极材料，其主要成分为钴酸锂（LiCoO₂）、导电乙炔黑（一种炭黑）、铝箔以及有机黏结剂．某回收工艺流程如下：

（1）上述工艺回收到的产物有

 

；
（2）碱浸时主要反应的离子方程式为

 

；
（3）酸浸时反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：铝钴膜废料中含有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，滤渣为LiCo0₂；通过调节滤液的pH，将偏铝酸钠转化成氢氧化铝沉淀；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，通过操作分别分离出Li₂SO₄、CoSO₄，通过浓缩、加入饱和碳酸钠溶液后过滤，最后得到碳酸锂固体，
（1）根据工艺流程的最终产物可判断回收到的产物，应为Al（OH）₃、CoSO₄、Li₂CO₃；
（2）根据所加入的反应物以及生成物结合质量守恒定律和电荷守恒定律来书写离子方程式；
（3）根据所加入的反应物以及生成物结合质量守恒定律来书写化学方程式．

解答： 解：题干工艺流程为：铝钴膜废料中含有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，滤渣为LiCo0₂；通过调节滤液的pH，将偏铝酸钠转化成氢氧化铝沉淀；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，通过操作分别分离出Li₂SO₄、CoSO₄，通过浓缩、加入饱和碳酸钠溶液后过滤，最后得到碳酸锂固体，
（1）根据生成流程可知，工艺流程的最终产物有：Al（OH）₃、CoSO₄、Li₂CO₃，故答案为：Al（OH）₃、CoSO₄、Li₂CO₃；
（2）铝能与碱反应生成AlO₂^-，反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）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，
故答案为：2LiCoO₂+H₂O₂+3H₂SO₄=Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂↑+4H₂O．

点评：本题通过生产流程考查了金属的回收、氧化还原反应、物质的分离提纯和除杂等知识，题目难度中等，涉及的知识点较为综合，做题时注意仔细审题，从题目中获取关键信息．