Question

废旧锂离子电池的正极材料（主要含有LiCoO₂及少量Al、Fe等）可用于回收钴、锂，工艺流程如下：

（1）在上述溶解过程中，S₂O₃^2-被氧化成SO₄^2-，LiCoO₂在溶解过程中发生反应的化学方程式为______，还原产物是______．
（2）在上述除杂过程中，通入空气的作用是______．废渣的主要成分是______．
（3）“沉淀钴”和“沉淀锂”的离子方程式分别为______、______．
（4）除了废渣可以回收利用外，本工艺还可回收的副产品是______．

Answer

（1）通过题给信息可知LiCoO2与Na2S2O3发生了氧化还原反应，反应为8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4LiSO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O，氧化剂对应的产物是还原产物；
（2）铝离子、亚铁离子和氢氧根离子反应分别生成氢氧化铝、氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁不稳定易被氧化生成氢氧化铁；
（3）氢氧化钠和钴离子反应生成氢氧化钴沉淀，碳酸钠和锂离子反应生成碳酸锂沉淀；
（4）根据溶液中的溶质判断．
【解析】
（1）正极材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等，加入稀H2SO4、Na2S2O3，S2O32-被氧化成SO42-，具有还原性，正极材料中只有LiCoO2具有氧化性，与反应Na2S2O3反应生成CoSO4，反应化学方程式为：8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O，该反应中还原产物是 CoSO4，
故答案为：8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O，CoSO4；
（2）弱酸性条件下，铝离子和氢氧根离子反应生成氢氧化铝沉淀，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，但氢氧化亚铁不稳定易被氧气氧化生成氢氧化铁沉淀，所以废渣的成分是氢氧化铝和氢氧化铁，
通入空气的作用是将亚铁离子氧化生成铁离子而除去，
故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+；A1（OH）3和Fe（OH）3；
（3）根据流程图知，钴离子和氢氧根离子反应生成氢氧化钴沉淀，离子方程式为：Co2++2OH-=Co（OH）2↓，碳酸根离子和锂离子反应生成碳酸锂沉淀，离子方程式为：2Li++CO32-=Li2CO3↓，
故答案为：Co2++2OH-=Co（OH）2↓；2Li++CO32-=Li2CO3↓；
（4）稀硫酸和氢氧化钠、硫代硫酸钠反应都生成硫酸钠，且硫酸钠是可溶性的，所以溶液中存在硫酸钠，则还可以得到副产物Na2SO4，故答案为：Na2SO4．