Question

鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使回收利用鋰資源成為重要課題：某研究性學(xué)習(xí)小組對廢舊鋰離子電池正極材料（LiMn₂O₄、碳粉等涂覆在鋁箔上）進(jìn)行資源回收研究，設(shè)計實驗流程如下：

（1）第②步反應(yīng)得到的沉淀X的化學(xué)式為        。
（2）第③步反應(yīng)的離子方程式是                               。
（3）第④步反應(yīng)后，過濾Li₂CO₃所需的玻璃儀器有                           。
若過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，從實驗操作的角度給出兩種可能的原因：
                               、                               。
（4）若廢舊鋰離子電池正極材料含LiMn₂O₄的質(zhì)量為18.1 g，第③步反應(yīng)中加入20.0mL 2.5mol·L^-1的H₂SO₄溶液。正極材料中的鋰經(jīng)反應(yīng)③和④完全轉(zhuǎn)化為Li₂CO₃，至少有       g Na₂CO₃參加了反應(yīng)。

Answer 1

（1）Al(OH)₃（2分）
(2)4 LiMn₂O₄+O₂+4H⁺=4Li⁺+8MnO₂+2H₂O （2分）
(3) 漏斗玻璃棒燒杯（3分）；   濾紙破損、濾液超過濾紙邊緣等（2分）
（4）5.3（2分）

正極材料包括LiMn₂O₄、碳粉、鋁箔，其中的鋁箔可溶合地堿液：①2Al＋2NaOH＋2H₂O=2NaAlO₂＋3H₂↑
過濾后，向濾液中通入過量的CO₂：AlO₂^－＋CO₂＋2H₂O=Al(OH)₃↓＋HCO₃^－，故沉淀X為Al(OH)₃；濾渣為LiMn₂O₄、碳粉，向加稀硫酸并通入空氣LiMn₂O₄溶解：4 LiMn₂O₄+O₂+4H⁺=4Li⁺+8MnO₂+2H₂O，過濾得到濾渣MnO₂及碳粉；濾液加入碳酸鈉：2Li^＋＋CO₃^2－=Li₂CO₃↓，過濾可得到Li₂CO₃
過濾過程中所需要的玻璃儀器包括漏斗玻璃棒燒杯；若過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，可能是由于濾紙破損、濾液超過濾紙邊緣等原因造成