Question

【題目】2019年10月9日，瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣布，將2019年諾貝爾化學獎頒發給來自美國、英國、日本的三位科學家，表彰他們在鋰離子電池方面的研究貢獻。鈷酸鋰(LiCoO2)電池是一種應用廣泛的新型電源，電池中含有少量的鋁、鐵、碳等單質。實驗室嘗試對廢舊鈷酸鋰電池回收再利用。實驗過程如下：

已知：①還原性：Cl->Co2+；

②Fe3+和C2O42-結合生成較穩定的[ Fe(C2O4)3]3-，在強酸性條件下分解重新生成Fe3+。

回答下列問題：

（1）廢舊電池初步處理為粉末狀的目的是_______________。

（2）從含鋁廢液得到Al(OH)3的離子反應方程式為_______。

（3）寫出LiCoO2和鹽酸反應的化學方程式________________。濾液A中的溶質除HCl、LiCl外還有__________（填化學式）。

（4）濾渣的主要成分為____________________（填化學式）。

（5）從FeCl3溶液中得到FeCl3·6H2O固體的操作：先_________，再蒸發濃縮、冷卻結晶。

（6）在空氣中加熱一定質量的CoC2O4·2H2O固體樣品時，其固體失重率數據見下表，請補充完整表中問題。

已知：①CoC2O4在空氣中加熱時的氣體產物為CO2

②固體失重率=對應溫度下樣品失重的質量/樣品的初始質量

序號	溫度范圍/℃	化學方程式	固體失重率
Ⅰ	120-220	CoC2O4·2H2OCoC2O4+2H2O	19.67%
Ⅱ	300~350	_________________________	59.02%

Answer 1

【答案】增大接觸面積，加快反應速率，提高浸出率 AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3- 2LiCoO2+8HCl==2CoCl2+Cl2↑+4H2O+2LiCl FeCl3、CoCl2 C 加入適量鹽酸（或通入適量氯化氫氣體）

【解析】

（1）廢舊電池初步處理為粉末狀的目的是增大接觸面，加快反應速率，提高浸出率，

答案為：增大接觸面積，加快反應速率，提高浸出率；

（2）鋁廢液含有，通入過量的得到碳酸氫根離子和氫氧化鋁沉淀，離子反應方程式為： ，

故答案為；

（3）因還原性，且濾液A中含有的是，所以 和鹽酸發生氧化還原反應生成氯氣和，方程式為： ，堿浸后的固體殘渣不含鋁，鈷酸鋰中的三價有強氧化性，把鐵氧化為三價鐵離子，本身被還原為，碳單質一般性質穩定，不與酸堿鹽反應成為濾渣，故濾液A中還含有 和，

故答案為：；、

（4）碳單質一般性質穩定，不與酸堿鹽反應成為濾渣，故濾渣的主要成分是，

故答案為： ；

（5）氯化鐵易水解得到氫氧化鐵沉淀，所以要先加鹽酸或通入氯化氫氣體，抑制氯化鐵的水解，

故答案為：加入適量鹽酸（或通入適量氯化氫氣體）；

（6）由①可知，在120～220℃時， 完全失去結晶水生成，然后繼續升高溫度加熱，則分解生成氧化物，其分解失去的質量為183g×59.02%=108g，剩余的質量為183g-108g=75g，設產物的化學式為，則 ，解得，則化學式為，故方程式為： ，

故答案為：。