可通过下列流程回收废旧锂离子电池正极材料(LiCoO2，含少量Al、Fe)中的钴...

可通过下列流程回收废旧锂离子电池正极材料(LiCoO2，含少量Al、Fe)中的钴和锂。

回答下列问题：

(1)“酸溶、还原”过程中S2O32-转化为SO42-，LiCoO2参与反应的离子方程式为____________________________________。

(2)“废渣”的主要成分为___________________。

(3)“沉钴”过程中，当溶液的pH=10时，c(Co2+)=______mol· L-1(已知常温下KSP[Co(OH)2]=1.58×10-15)。

(4)在空气中加热Co(OH)2，固体残留率随温度的变化如图所示。

290℃时，完全脱水变为Co2O3，反应的化学方程式为_______________；500℃时的主要产物为_____________(填化学式)；将1000℃时的分解产物1mol与2.2mol Na2O(稍过量)在充氩封闭管中共热，会生成鲜红色的晶体，该晶体的阴离子为正三角形结构，晶体的化学式为__________________。

(5)“滤液X”中最主要的溶质是_______________(填化学式)。

S2O32-+8LiCoO2+22H+=2SO42-+8Li++8Co2++11H2O Al(OH)3、Fe(OH)3 1.58×10-7 4Co(OH)2+O22Co2O3+4H2O Co3O4 Na4CoO3 Na2SO4 【解析】电池正极材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等，加入稀H2SO4溶解后铁、铝溶解生成硫酸亚铁、硫酸铝，加入Na2S2O3，S2O32-被氧化成SO42-，生成的溶液中含有硫酸锂、硫酸钴、硫酸钠，加入氢氧化钠溶液并通入空气氧化亚铁离子为铁离子，形成氢氧化铁沉淀、氢氧化铝沉淀，滤液中继续加入氢氧化钠调节溶液pH，沉淀钴，过滤得到氢氧化钴，滤液中加入碳酸钠调节溶液pH，沉淀锂离子形成碳酸锂，得到滤液X的主要溶质为硫酸钠。（1）正极材料含有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Na2S2O3反应生成CoSO4，反应化学方程式为：8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O，其离子反应方程式为：S2O32-+8LiCoO2+22H+=2SO42-+8Li++8Co2++11H2O，故答案为：S2O32-+8LiCoO2+22H+=2SO42-+8Li++8Co2++11H2O；（2）加入氢氧化钠溶液并通入空气氧化亚铁离子为铁离子，并形成氢氧化铁、氢氧化铝的沉淀，所以“废渣”的主要成分为：Al(OH)3、Fe(OH)3，故答案为：Al(OH)3、Fe(OH)3；（3）当溶液的pH=10时，溶液中c（H+）=10-10mol/L，c（OH-）=10-4mol/L，则Ksp[Co(OH)2]=c（Co2+）×c2（OH-）=1.58×10-15，c（Co2+）=1.58×10-7mol·L-1，故答案为：1.58×10-7；（4）根据质量守恒定律，在变化过程中，Co的质量没有变，假设原始固体质量为100g，则n（Co）= mol，m（Co）=59×g；在1000℃时，固体质量不再变化，说明Co（OH）2完全分解，n（Co）：n（O）=：[（80.65-59×）÷16]=1：1，剩余固体成分CoO；在500℃，n（Co）：n（O）=：[（86.38-59×）÷16]=3：4，化学式为Co3O4；在290℃，n（Co）：n（O）=：[（89.25-59×）÷16]=2：3，化学式为Co2O3；290℃时，Co(OH)2完全脱水变为Co2O3，反应的化学方程式为4Co(OH)2+O22Co2O3+4H2O ，500℃时的主要产物为：Co3O4；将1000℃时的分解产物为：CoO，1molCoO与2.2mol Na2O在充氩封闭管中共热，会生成鲜红色的晶体，阴离子为正三角形结构，则阴离子为：CoO34-，其晶体的化学式为：Na4CoO3，故答案为：4Co(OH)2+O22Co2O3+4H2O； Co3O4；Na4CoO3；（5）根据上述分析得到的“滤液X”中最主要的溶质是：Na2SO4，故答案为：Na2SO4。

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考点分析：

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①

②

③

④

⑤

回答下列问题：

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(3)一定温度下，在2L密闭容器中充入1molCH3COCH3发生上述两个平行反应，提高乙烯酮反应选择性的关键因素是___________；

a．再充入1molCH3COCH3 b．及时分离出CH4 c．使用适宜的催化剂

达到平衡后，测得容器中存在a molCH4和b mol CO，则CH3COCH3(g)CH4(g)+CH2=C=O(g)在该温度下的平衡常数K_____mol·L-1(用含a、b的代数式表示)。

(4)分解产物中的CH4可用于制备氢气：

反应I：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=206.2kJ·mol-1

反应Ⅱ：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H=165.0kJ·mo1-1

写出CO与水蒸气反应生成CO2的热化学方程式：_________________。830℃时，反应Ⅱ的平衡常数K=1.2mol2·L-2，该温度下，测得密闭容器中各物质的浓度为c(CH4)=2.0mol·L-1、c(H2O)=4.0mol·L-1、c(CO2)=2.0mol·L-1、c(H2)=2.0mol·L-1，则此时v正_____v逆(填“＞”“＜”或“=”)。