Question

【題目】

鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使得鋰電池的回收利用一直是科學(xué)家關(guān)注的焦點。磷酸鐵鋰是鋰電池中最有前景的正極材料，磷酸鐵是其前驅(qū)體，充放電時可以實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化。某研究性小組對廢舊鋰離子電池正極材料(圖中簡稱廢料，成份為LiFePO4、碳粉和鋁箔)進(jìn)行金屬資源回收研究，設(shè)計實驗流程如下：

已知：① FePO4可溶于稀H2SO4，不溶于水和其他的酸。

② Li2SO4、LiOH和Li2CO3在273K下的溶解度分別為34.2g、22.7g和1.54g，

在373K下，Li2CO3的溶解度為0.72g

③ Ksp[Al(OH)3]=10-32 Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38

（1）操作1為： 。

（2）濾液A中通入過量CO2的化學(xué)方程式為： 。

（3）可以提高操作1浸出率的方法有(寫出3種) 。

（4）完成操作3中的離子方程式： 。

（5）該鋰電池充電時的陽極反應(yīng)式： 。

（6）操作4中應(yīng)選擇試劑： 。

（7）沉淀C的成分： 。

Answer 1

【答案】（1）過濾（2）CO2+2H2O+NaAlO2＝NaHCO3+Al(OH)3

（3）升溫，攪拌，增大濃度，增加時間等；

（4）2LiFePO4+H2O2+2H＋＝2Fe３＋+2Li＋+2PO4３－+2H2O

（5）LiFePO4－e- ＝FePO4 + Li＋（6）NaOH （7）Li2CO3

【解析】試題分析：（1）操作1后得到濾渣，說明是過濾；

（2）鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，通入二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)的方程式為CO2 + 2H2O + NaAlO2 ＝ NaHCO3 + Al(OH)3。

（3）提高操作1浸出率的方法有升溫，攪拌，增大濃度，增加時間等；

（4）正極廢料中LiFePO4、碳粉和鋁箔在加入氫氧化鈉溶液時，鋁被溶解，濾渣A中含有LiFePO4、碳粉，在操作3中LiFePO4被雙氧水氧化，反應(yīng)的離子方程式為2LiFePO4+H2O2+2H+＝2Fe3++2Li++2PO43-+2H2O。

（5）該鋰電池充電時的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為LiFePO4－e- ＝FePO4 + Li+。

（6）濾液B中含有硫酸鐵，操作4是將鐵離子沉淀的過程，可以選擇試劑氫氧化鈉。

（7）根據(jù)流程圖和信息②，沉淀C為Li2CO3。