Question

锂电池消耗量巨大，对不可再生的金属资源的消耗是相当大的．因此锂离子电池回收具有重要意义，其中需要重点回收的是正极材料，其主要成分为钴酸锂（LiCoO₂）、导电乙炔黑（一种炭黑）、铝箔以及有机粘接剂．某回收工艺流程如下：

（1）上述工艺回收到的产物有Al（OH）₃、______．
（2）废旧电池可能由于放电不完全而残留有原子态的锂，为了安全，对拆解环境的要求是______．
（3）酸浸时反应的化学方程式为______．如果用盐酸代替H₂SO₄和H₂O₂的混合液也能达到溶解的目的，但不利之处是______．
（4）生成Li₂CO₃的化学反应方程式为______．已知Li₂CO₃在水中的溶解度随着温度的升高而减小，所以在浓缩结晶后要______过滤．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据工艺流程的最终产物可判断回收到的产物，应为Al（OH）₃、CoSO₄、Li₂CO₃；
（2）从金属锂的化学性质分析，锂为活泼金属；
（3）根据所加入的反应物以及生成物结合质量守恒定律来书写化学方程式；由题中信息知LiCoO₂具有强氧化性，加入盐酸有污染性气体氯气生成；
（4）根据质量守恒定律来书写化学方程式，Li₂CO₃在水中的溶解度随着温度的升高而减小，应趁热过滤．
解答：解：（1）工艺流程的最终产物为：Al（OH）₃、CoSO₄、Li₂CO₃，故答案为：CoSO₄、Li₂CO₃；
（2）金属锂性质活泼，易与氧气、水发生反应，故答案为：隔绝空气和水分；
（3）酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO₂，生成物有Li₂SO₄和CoSO₄，反应方程式为：
2LiCoO₂+H₂O₂+3H₂SO₄=Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂↑+4H₂O，由题中信息知LiCoO₂具有强氧化性，加入盐酸有污染性气体氯气生成，
故答案为：2LiCoO₂+H₂O₂+3H₂SO₄=Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂↑+4H₂O；有氯气生成，污染较大；
（4）碳酸锂难溶，生成Li₂CO₃的化学反应属于复分解反应，Li₂CO₃在水中的溶解度随着温度的升高而减小，应趁热过滤，故答案为：Li₂SO₄+Na₂CO₃=Na₂SO₄+Li₂CO₃↓；趁热．
点评：本题为生产流程题，涉及金属的回收、环境保护、氧化还原反应、物质的分离提纯和除杂等问题，题目较为综合，做题时注意仔细审题，从题目中获取关键信息．本题难度中．