規(guī)范、科學處置廢舊鋰離子電池具有重要的環(huán)保意義和經濟價值。廢舊鋰離子電池的正極材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等，處理該廢料的一種工藝流程如圖所示。
已知：①LiCoO2難溶于水。
②相關金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH如表所示。
| Fe3+ | Fe2+ | Co2+ | |
| 開始沉淀的pH | 2.7 | 7.6 | 7.0 |
| 沉淀完全的pH | 3.7 | 9.6 | 9.0 |
（1）“放電處理”有助于鋰元素在正極的回收，電池放電時的總反應為LixCy+Li1-xCoO2=LiCoO2+Cy，則此時正極的電極反應式為
Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2
Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2
。（2）“堿溶”所得濾液中大量存在的陰離子為OH-和
A
l
O
-
2
A
l
O
-
2
（3）為提高“酸溶”的速率，可采取的措施有
攪拌、適當升溫、適當增大硫酸或雙氧水的濃度
攪拌、適當升溫、適當增大硫酸或雙氧水的濃度
（任寫一條）。（4）“酸溶”過程中所用H2O2的量遠高于理論用量，原因為
溶液中的Fe3+能催化分解H2O2或H2O2受熱分解
溶液中的Fe3+能催化分解H2O2或H2O2受熱分解
；若用濃鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，產生的問題是 Cl-被氧化為Cl2，污染空氣
Cl-被氧化為Cl2，污染空氣
。（5）“調pH”時，用氨水調節(jié)pH的范圍為
3.7≤pHH＜7.0
3.7≤pHH＜7.0
。（6）“沉鈷”過程中發(fā)生反應的化學方程式為
CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+（NH4）2SO4+H2O+CO2↑
CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+（NH4）2SO4+H2O+CO2↑
。（7）“沉鋰”后，洗滌所得Li2CO3沉淀要使用
熱水
熱水
（填“熱水”或“冷水”），理由為 Li2CO3在較高溫度下溶解度小，用熱水洗滌可減少Li2CO3的損耗
Li2CO3在較高溫度下溶解度小，用熱水洗滌可減少Li2CO3的損耗
。【考點】物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用．
【答案】Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2；；攪拌、適當升溫、適當增大硫酸或雙氧水的濃度；溶液中的Fe3+能催化分解H2O2或H2O2受熱分解；Cl-被氧化為Cl2，污染空氣；3.7≤pHH＜7.0；CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+（NH4）2SO4+H2O+CO2↑；熱水；Li2CO3在較高溫度下溶解度小，用熱水洗滌可減少Li2CO3的損耗
A
l
O
-
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【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：14引用：1難度：0.6
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1．為了保護環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（Fe主要以Fe2O3存在）轉變成重要的化工原料FeSO4（反應條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應為：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考慮其它反應，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原，應選擇（填字母編號）。
A．KMnO4溶液 B．KCl溶液 C．KSCN 溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO3調溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH到5.2，此時Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質被除盡，通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4可轉化為FeCO3，FeCO3在空氣中加熱反應可制得鐵系氧化物材料。
已知25℃，101kPa時：
4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=-1648kJ/mol
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393kJ/mol
2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1480kJ/mol
FeCO3在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是。
（5）FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料，該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應為4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正極反應式是
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%，將a kg質量分數為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其它雜質浸出消耗的硫酸以及調pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計，按上述流程，第Ⅲ步應加入FeCO3kg。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：495難度：0.3 -
2．為了保護環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（鐵主要以Fe2O3存在）轉變成重要的化工原料FeSO4（反應條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應為FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4，不考慮其他反應，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原，應選擇（填字母編號）。
A．KMnO4溶液B．K3[Fe（CN）6]溶液C．KSCN溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO3調溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5．2，此時Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4可轉化為FeCO3，FeCO3在空氣中加熱反應可制得鐵系氧化物材料，已知25℃，101kPa時：
4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=-1 648kJ?mol-1
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393kJ?mol-1
2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1 480kJ?mol-1FeCO3在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是。
（5）FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應為4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正極反應式是。
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%．將akg質量分數為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其他雜質浸出消耗的硫酸以及調pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程，第Ⅲ步應加入FeCO3kg.（不需計算，寫出表達式即可）發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：28引用：2難度：0.5 -
3．四氧化三錳用于電子工業(yè)生產軟磁鐵氧體，用作電子計算機中存儲信息的磁芯。以工業(yè)硫酸錳為原料（含有少量CaO、MgO、Ca（OH）2等物質）制備Mn3O4的工藝流程如圖：
已知：①氧化時鼓入空氣使溶液的電位迅速上升；
②四氧化三錳中錳的化合價與四氧化三鐵中鐵的化合價類似。
回答下列問題：
（1）為提高“溶解”效率，可采取的措施有。
（2）濾渣的主要成分是。
（3）氧化時，生成Mn3O4的離子方程式為產生氨氣以回收利用。
（4）向母液可加入。
A.CaO
B.稀氫氧化鈉溶液
C.氫氧化鈣固體
D.（NH4）2CO3
（5）通過對上述“氧化”工藝進行數據收集及資料分析可知溶液電位與pH等關系如圖所示
氧化時N2H4?H2O的作用是。
（6）四氧化三錳的其他制法：
①熱還原法：
在甲烷氣體存在下，將Mn2O3還原成Mn3O4的化學方程式為。
②電解法：
利用電解原理，制備四氧化三錳裝置如圖所示。（電極材料均為惰性電極，＜代表電子流向）
電源正極為（填“a”或“b”），陽極的電極反應式為。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：14難度：0.6
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