Question

廢舊鋰離子電池的正極材料（主要含有LiCoO₂及少量Al、Fe等）可用于回收鈷、鋰，工藝流程如下：

（1）在上述溶解過(guò)程中，S₂O₃^2-被氧化成SO₄^2-，LiCoO₂在溶解過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

8LiCoO₂+Na₂S₂O₃+11H₂SO₄=4Li₂SO₄+8CoSO₄+Na₂SO₄+1lH₂O

，還原產(chǎn)物是

CoSO₄

．
（2）在上述除雜過(guò)程中，通入空氣的作用是

將Fe²⁺氧化成Fe³⁺

．廢渣的主要成分是

A1（OH）₃和Fe（OH）₃

．
（3）“沉淀鈷”和“沉淀鋰”的離子方程式分別為

Co²⁺+2OH^-=Co（OH）₂↓

、

2Li⁺+CO₃^2-=Li₂CO₃↓

．
（4）除了廢渣可以回收利用外，本工藝還可回收的副產(chǎn)品是

Na₂SO₄

．

Answer 1

分析：（1）通過(guò)題給信息可知LiCoO₂與Na₂S₂O₃發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)為8LiCoO₂+Na₂S₂O₃+11H₂SO₄=4LiSO₄+8CoSO₄+Na₂SO₄+11H₂O，氧化劑對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物是還原產(chǎn)物；
（2）鋁離子、亞鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)分別生成氫氧化鋁、氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定易被氧化生成氫氧化鐵；
（3）氫氧化鈉和鈷離子反應(yīng)生成氫氧化鈷沉淀，碳酸鈉和鋰離子反應(yīng)生成碳酸鋰沉淀；
（4）根據(jù)溶液中的溶質(zhì)判斷．

解答：解：（1）正極材料主要含有LiCoO₂及少量Al、Fe等，加入稀H₂SO₄、Na₂S₂O₃，S₂O₃^2-被氧化成SO₄^2-，具有還原性，正極材料中只有LiCoO₂具有氧化性，與反應(yīng)Na₂S₂O₃反應(yīng)生成CoSO₄，反應(yīng)化學(xué)方程式為：8LiCoO₂+Na₂S₂O₃+11H₂SO₄=4Li₂SO₄+8CoSO₄+Na₂SO₄+11H₂O，該反應(yīng)中還原產(chǎn)物是 CoSO₄，
故答案為：8LiCoO₂+Na₂S₂O₃+11H₂SO₄=4Li₂SO₄+8CoSO₄+Na₂SO₄+11H₂O，CoSO₄；
（2）弱酸性條件下，鋁離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，亞鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，但氫氧化亞鐵不穩(wěn)定易被氧氣氧化生成氫氧化鐵沉淀，所以廢渣的成分是氫氧化鋁和氫氧化鐵，
通入空氣的作用是將亞鐵離子氧化生成鐵離子而除去，
故答案為：將Fe²⁺氧化成Fe³⁺；A1（OH）₃和Fe（OH）₃；
（3）根據(jù)流程圖知，鈷離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化鈷沉淀，離子方程式為：Co²⁺+2OH^-=Co（OH）₂↓，碳酸根離子和鋰離子反應(yīng)生成碳酸鋰沉淀，離子方程式為：2Li⁺+CO₃^2-=Li₂CO₃↓，
故答案為：Co²⁺+2OH^-=Co（OH）₂↓；2Li⁺+CO₃^2-=Li₂CO₃↓；
（4）稀硫酸和氫氧化鈉、硫代硫酸鈉反應(yīng)都生成硫酸鈉，且硫酸鈉是可溶性的，所以溶液中存在硫酸鈉，則還可以得到副產(chǎn)物Na₂SO₄，故答案為：Na₂SO₄．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)的分離和提純，明確每一步發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，注意一般的第IA族的碳酸鹽都是易溶性的，但碳酸鋰是難溶性的，為易錯(cuò)點(diǎn)．