Question

鋰電池消耗量巨大，對(duì)不可再生的金屬資源的消耗是相當(dāng)大的．因此鋰離子電池回收具有重要意義，其中需要重點(diǎn)回收的是正極材料，其主要成分為鈷酸鋰（LiCoO₂）、導(dǎo)電乙炔黑（一種炭黑）、鋁箔以及有機(jī)粘接劑．某回收工藝流程如下：

（1）上述工藝回收到的產(chǎn)物有Al（OH）₃、______．
（2）廢舊電池可能由于放電不完全而殘留有原子態(tài)的鋰，為了安全，對(duì)拆解環(huán)境的要求是______．
（3）酸浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____．如果用鹽酸代替H₂SO₄和H₂O₂的混合液也能達(dá)到溶解的目的，但不利之處是______．
（4）生成Li₂CO₃的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_____．已知Li₂CO₃在水中的溶解度隨著溫度的升高而減小，所以在濃縮結(jié)晶后要______過(guò)濾．

Answer 1

解：（1）工藝流程的最終產(chǎn)物為：Al（OH）₃、CoSO₄、Li₂CO₃，故答案為：CoSO₄、Li₂CO₃；
（2）金屬鋰性質(zhì)活潑，易與氧氣、水發(fā)生反應(yīng)，故答案為：隔絕空氣和水分；
（3）酸浸時(shí)反應(yīng)物有硫酸、過(guò)氧化氫以及LiCoO₂，生成物有Li₂SO₄和CoSO₄，反應(yīng)方程式為：
2LiCoO₂+H₂O₂+3H₂SO₄=Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂↑+4H₂O，由題中信息知LiCoO₂具有強(qiáng)氧化性，加入鹽酸有污染性氣體氯氣生成，
故答案為：2LiCoO₂+H₂O₂+3H₂SO₄=Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂↑+4H₂O；有氯氣生成，污染較大；
（4）碳酸鋰難溶，生成Li₂CO₃的化學(xué)反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)，Li₂CO₃在水中的溶解度隨著溫度的升高而減小，應(yīng)趁熱過(guò)濾，故答案為：Li₂SO₄+Na₂CO₃=Na₂SO₄+Li₂CO₃↓；趁熱．
分析：（1）根據(jù)工藝流程的最終產(chǎn)物可判斷回收到的產(chǎn)物，應(yīng)為Al（OH）₃、CoSO₄、Li₂CO₃；
（2）從金屬鋰的化學(xué)性質(zhì)分析，鋰為活潑金屬；
（3）根據(jù)所加入的反應(yīng)物以及生成物結(jié)合質(zhì)量守恒定律來(lái)書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；由題中信息知LiCoO₂具有強(qiáng)氧化性，加入鹽酸有污染性氣體氯氣生成；
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律來(lái)書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式，Li₂CO₃在水中的溶解度隨著溫度的升高而減小，應(yīng)趁熱過(guò)濾．
點(diǎn)評(píng)：本題為生產(chǎn)流程題，涉及金屬的回收、環(huán)境保護(hù)、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)的分離提純和除雜等問(wèn)題，題目較為綜合，做題時(shí)注意仔細(xì)審題，從題目中獲取關(guān)鍵信息．本題難度中．