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。某研究性小組對(duì)廢舊鋰離子電池正極材料（、碳粉等涂覆在鋁箔上）進(jìn)行資源回收研究，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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，過濾所需的玻璃儀器有                      。若過濾時(shí)發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，從實(shí)驗(yàn)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的質(zhì)量為18.1g，第③步反應(yīng)中加入20.0ml3.0mol.的溶液，假定正極材料中的鋰經(jīng)反應(yīng)③和④完全轉(zhuǎn)化為，則至少有                 g參加了反應(yīng)。

Answer 1

（1）Al(OH)₃

（2）4 + 4H⁺ + O₂ = 8MnO₂ + 4Li⁺ 2H₂O

（3）燒杯、漏斗、玻璃棒；玻璃棒下端靠在濾紙的單層處，導(dǎo)致濾紙破損；漏斗中液面高于漏斗邊緣（其它合理答案均可）

（4）6.4或6.36

解析:

第一步就是鋁溶解在氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸鈉溶液， 第二步就是偏鋁酸鈉與二氧化碳生成氫氧化鋁，故沉淀X應(yīng)為Al(OH)₃；第三步是氧化還原反應(yīng)，注意根據(jù)第一步反應(yīng)可以看出LiMn₂O₄不溶于水，在書寫時(shí)應(yīng)寫成化學(xué)式的形式：4 LiMn₂O₄+O₂+4H⁺=4Li⁺+8MnO₂+2H₂O；過濾所需的玻璃儀器有漏斗 玻璃棒 燒杯，若過濾時(shí)發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，可能的原因有：濾紙破損、濾液超過濾紙邊緣、玻璃棒靠在一層濾紙?zhí)幍龋唬?）Na₂CO₃在反應(yīng)過程中參與了兩個(gè)反應(yīng)：2Li⁺+CO₃²⁺= Li₂CO₃， 2H⁺ + CO₃^2- = CO₂ + H₂O；依據(jù)離子方程式4 LiMn₂O₄+O₂+4H⁺=4Li⁺+8MnO₂+2H₂O，  Li⁺的物質(zhì)的量等于H⁺的物質(zhì)的量，故消耗的Na₂CO₃的物質(zhì)的量取決于硫酸的物質(zhì)的量，故n（Na₂CO₃）=20.0×10^-3×3.0×106g=6.36g。