Question

【題目】2019年10月9日，瑞典皇家科學(xué)院在斯德哥爾摩宣布，將2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給來自美國(guó)、英國(guó)、日本的三位科學(xué)家，表彰他們?cè)阡囯x子電池方面的研究貢獻(xiàn)。鈷酸鋰(LiCoO2)電池是一種應(yīng)用廣泛的新型電源，電池中含有少量的鋁、鐵、碳等單質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室嘗試對(duì)廢舊鈷酸鋰電池回收再利用。實(shí)驗(yàn)過程如下：

已知：①還原性：Cl->Co2+；

②Fe3+和C2O42-結(jié)合生成較穩(wěn)定的[ Fe(C2O4)3]3-，在強(qiáng)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(yīng)方程式為_______。

（3）寫出LiCoO2和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式________________。濾液A中的溶質(zhì)除HCl、LiCl外還有__________（填化學(xué)式）。

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

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

（6）在空氣中加熱一定質(zhì)量的CoC2O4·2H2O固體樣品時(shí)，其固體失重率數(shù)據(jù)見下表，請(qǐng)補(bǔ)充完整表中問題。

已知：①CoC2O4在空氣中加熱時(shí)的氣體產(chǎn)物為CO2

②固體失重率=對(duì)應(yīng)溫度下樣品失重的質(zhì)量/樣品的初始質(zhì)量

序號(hào)	溫度范圍/℃	化學(xué)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(yīng)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(yīng)速率，提高浸出率，

答案為：增大接觸面積，加快反應(yīng)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(yīng)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(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣和，方程式為： ，堿浸后的固體殘?jiān)�不含鋁，鈷酸鋰中的三價(jià)有強(qiáng)氧化性，把鐵氧化為三價(jià)鐵離子，本身被還原為，碳單質(zhì)一般性質(zhì)穩(wěn)定，不與酸堿鹽反應(yīng)成為濾渣，故濾液A中還含有 和，

故答案為：；、

（4）碳單質(zhì)一般性質(zhì)穩(wěn)定，不與酸堿鹽反應(yīng)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(shí)， 完全失去結(jié)晶水生成，然后繼續(xù)升高溫度加熱，則分解生成氧化物，其分解失去的質(zhì)量為183g×59.02%=108g，剩余的質(zhì)量為183g-108g=75g，設(shè)產(chǎn)物的化學(xué)式為，則 ，解得，則化學(xué)式為，故方程式為： ，

故答案為：。