Question

治理環(huán)境污染刻不容緩，建設(shè)美麗中國是十八大的奮斗目標(biāo)．2012年底鋰電池總產(chǎn)量超過35億只，對不可再生的金屬資源的消耗是相當(dāng)大的．因此鋰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）根據(jù)上述工藝流程圖得出：可回收到的產(chǎn)物除了有Li₂CO₃，還有

 

、

 

；
（2）鋰電池使用廣泛的主要原因是

 

；
（3）廢舊電池可能由于放電不完全而殘留單質(zhì)鋰，為了安全生產(chǎn)，對拆解環(huán)境的要求是

 

；
（4）堿浸時主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；
（5）最后一步過濾應(yīng)趁熱過濾，原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：鋁鈷膜廢料中含有LiCo0₂和鋁箔，將廢料先用堿液浸泡，將Al充分溶解，過濾后得到的濾液為含有偏鋁酸鈉，濾渣為LiCo0₂；通過調(diào)節(jié)濾液的pH，將偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化成氫氧化鋁沉淀；將濾渣用雙氧水、硫酸處理后生成Li₂SO₄、CoSO₄，反應(yīng)的離子方程式為：2LiCoO₂+H₂O₂+3H₂SO₄=Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂↑+4H₂O，通過操作分別分離出Li₂SO₄、CoSO₄，通過濃縮、加入飽和碳酸鈉溶液后過濾，最后得到碳酸鋰固體，
（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）根據(jù)鋰電池的優(yōu)點(diǎn)來回答；
（3）從金屬鋰的化學(xué)性質(zhì)分析，鋰為活潑金屬；
（4）根據(jù)鋁能和堿反應(yīng)來寫方程式；
（5）根據(jù)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：題干工藝流程為：鋁鈷膜廢料中含有LiCo0₂和鋁箔，將廢料先用堿液浸泡，將Al充分溶解，過濾后得到的濾液為含有偏鋁酸鈉，濾渣為LiCo0₂；通過調(diào)節(jié)濾液的pH，將偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化成氫氧化鋁沉淀；將濾渣用雙氧水、硫酸處理后生成Li₂SO₄、CoSO₄，反應(yīng)的離子方程式為：2LiCoO₂+H₂O₂+3H₂SO₄=Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂↑+4H₂O，通過操作分別分離出Li₂SO₄、CoSO₄，通過濃縮、加入飽和碳酸鈉溶液后過濾，最后得到碳酸鋰固體，
（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；
（2）單位質(zhì)量的金屬鋰放出的電量很大，所以鋰電池使用廣泛，故答案為：單位質(zhì)量的金屬鋰放出的電量很大；
（3）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；
（4）鋁能與堿反應(yīng)：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（5）Li₂CO₃在水中的溶解度隨著溫度的升高而減小，應(yīng)趁熱過濾，防止析出硫酸鈉晶體，故答案為：防止析出硫酸鈉晶體．

點(diǎn)評：本題為生產(chǎn)流程題，涉及金屬的回收、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，難度中等．