Question

一种从废旧锂电池中回收Li₂SO₄、CuSO₄、CoSO₄等有价金属的工艺流程如下：

已知：“盐水浸泡”是将废旧锂电池置于食盐水中浸泡放电；“氨性浸出”时溶液呈弱碱性。

回答下列问题：

(1)“盐水浸泡”进行放电，放电的目的是________________________。

(2)“预焙烧”的目的是____________________，可用于吸收该过程产生的尾气的试剂是____________________。

(3)“硫酸铵焙烧”时，硫酸铵的作用是______________________________；“H₂SO₄吸收处理尾气”后的溶液可循环利用，则“硫酸铵焙烧”时的尾气中含___________(填化学式)。

(4)“氨性浸出”时，通入空气的目的是__________________________。

(5)“氨性浸出”时，Cu单质被浸出为[Cu(NH₃)₄]SO₄，该反应的离子方程式为____________。

Answer

保证拆解时的安全(或其他合理答案) 除去有机物及碳(或除去塑料隔膜及碳) NaOH浓溶液(或其他合理答案) 提供将氧化物转化为硫酸盐 NH3 促进Cu的溶解(或其他合理答案)

【解析】

回收处理首先进行废旧锂电池的放电，目的是防止在电池拆解过程中，发生短路引起火灾、爆炸事故的发生；拆解后的塑料薄膜包裹着LiCoO2、Cu及少量的Al2O3和C，“预焙烧”的目的是除去塑料隔膜及炭，该过程产生的尾气是二氧化碳；“硫酸铵焙烧”后将氧化物转化为硫酸盐并产生尾气NH3；最后一步“氨性浸出”时，Cu单质被浸出为[Cu(NH3)4]SO4。

(1) 回收处理的第一步是进行废旧锂电池的放电，目的是防止在电池拆解过程中，发生短路引起火灾、爆炸事故的发生；

(2)拆解后的塑料薄膜包裹着LiCoO2、Cu及少量的Al2O3和C，“预焙烧”的目的是除去塑料隔膜及碳；该过程产生的尾气是二氧化碳，则可用于吸收该过程产生的尾气的试剂是NaOH溶液或者其他的强碱溶液；

(3)“硫酸铵焙烧”前，混合物为LiCoO2、Cu及少量的Al2O3和C，焙烧后混合物为硫酸盐和Cu，所以硫酸铵的作用是：提供将氧化物转化为硫酸盐；H2SO4吸收的尾气应该为碱性气体，中学里面只学了一种碱性气体NH3，根据题目中H2SO4吸收尾气后的溶液可循环利用，判断其为硫酸铵溶液，所以“硫酸铵焙烧”时的尾气中含NH3；

(4)观察流程图可知，氨性浸出前后的物质变化为：Cu和CuSO4变为[Cu(NH3)4]SO4，所以“氨性浸出”时，通入空气的目的是促进Cu的溶解，使其转化为[Cu(NH3)4]SO4；

(5)“氨性浸出”时，Cu单质被浸出为[Cu(NH3)4]SO4，因“氨性浸出”时溶液呈弱碱性可判断，“氨性浸出”时体系中通入NH3，所以“氨性浸出”的反应物含Cu、O2（由空气提供）和NH3，生成物含[Cu(NH3)4]SO4，根据原子守恒和电荷守恒书写出该反应的离子方程式为：