Question

锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn₂O₄、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：

（1）第②步反应得到的沉淀X的化学式为        。
（2）第③步反应的离子方程式是                               。
（3）第④步反应后，过滤Li₂CO₃所需的玻璃仪器有                           。
若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：
                               、                               。
（4）若废旧锂离子电池正极材料含LiMn₂O₄的质量为18.1 g，第③步反应中加入20.0mL 2.5mol·L^-1的H₂SO₄溶液。正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li₂CO₃，至少有       g Na₂CO₃参加了反应。

Answer 1

（1）Al(OH)₃（2分）
(2)4 LiMn₂O₄+O₂+4H⁺=4Li⁺+8MnO₂+2H₂O （2分）
(3) 漏斗玻璃棒烧杯（3分）；   滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等（2分）
（4）5.3（2分）

正极材料包括LiMn₂O₄、碳粉、铝箔，其中的铝箔可溶合地碱液：①2Al＋2NaOH＋2H₂O=2NaAlO₂＋3H₂↑
过滤后，向滤液中通入过量的CO₂：AlO₂^－＋CO₂＋2H₂O=Al(OH)₃↓＋HCO₃^－，故沉淀X为Al(OH)₃；滤渣为LiMn₂O₄、碳粉，向加稀硫酸并通入空气LiMn₂O₄溶解：4 LiMn₂O₄+O₂+4H⁺=4Li⁺+8MnO₂+2H₂O，过滤得到滤渣MnO₂及碳粉；滤液加入碳酸钠：2Li^＋＋CO₃^2－=Li₂CO₃↓，过滤可得到Li₂CO₃
过滤过程中所需要的玻璃仪器包括漏斗玻璃棒烧杯；若过滤时发现滤液中有少量浑浊，可能是由于滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等原因造成