(2011?合肥一模)2006年世界鋰離子電池總產(chǎn)量超過25億只,鋰電池消耗量巨大,對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.CoSO4.Li2CO3
Al(OH)3.CoSO4.Li2CO3

(2)廢舊電池可能由于放電不完全而殘留有原子態(tài)的鋰,為了安全對拆解環(huán)境的要求是
隔絕空氣和水分
隔絕空氣和水分

(3)堿浸時(shí)主要反應(yīng)的離子方程式為
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2

(4)酸浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O
2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O
.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
有氯氣生成,污染較大
有氯氣生成,污染較大

(5)生成Li2CO3的化學(xué)反應(yīng)方程式為
Li2SO4+Na2CO3=Na2SO4+Li2CO3
Li2SO4+Na2CO3=Na2SO4+Li2CO3
.已知Li2CO3在水中的溶解度隨著溫度升高而減小,最后一步過濾時(shí)應(yīng)
趁熱
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)量守恒定律和電荷守恒定律來書寫離子方程式;
(4)根據(jù)所加入的反應(yīng)物以及生成物結(jié)合質(zhì)量守恒定律來書寫化學(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;
(5)根據(jù)質(zhì)量守恒定律來書寫化學(xué)方程式,Li2CO3在水中的溶解度隨著溫度的升高而減小,應(yīng)趁熱過濾.
解答:解:(1)工藝流程的最終產(chǎn)物為:Al(OH)3、CoSO4、Li2CO3,故答案為:Al(OH)3.CoSO4.Li2CO3
(2)金屬鋰性質(zhì)活潑,易與氧氣、水發(fā)生反應(yīng),應(yīng)隔絕空氣和水分,故答案為:隔絕空氣和水分;
(3)鋁能與堿反應(yīng)生成AlO2-,反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,
故答案為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(4)酸浸時(shí)反應(yīng)物有硫酸、過氧化氫以及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;
(5))碳酸鋰難溶,生成Li2CO3的化學(xué)反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng),方程式為Li2SO4+Na2CO3=Na2SO4+Li2CO3↓,
Li2CO3在水中的溶解度隨著溫度的升高而減小,應(yīng)趁熱過濾,
故答案為:Li2SO4+Na2CO3=Na2SO4+Li2CO3↓;趁熱;
點(diǎn)評: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.
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