【文章內容簡介】 （ 2）使析出的晶體為 Na2CO3 H2O，防止因溫度過低而析出Na2CO3 10H2O晶體，令后續(xù)的加熱脫水耗時長 （ 3）溶解時有大量沉淀生成，使 Na2CO3損耗且產物 Na2CO3中 混有雜質；原因： “ 母液 ” 中含有的離子有 Ca2+、 Na+、 Cl、 S 、 OH、 C ，當多次循環(huán)后，使得離子濃度不斷增 大，溶解時會生成 CaSO Ca(OH) CaCO3等沉淀 24?3?2.（ 2023 新課標全國卷 Ⅰ ）鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（ LiCoO2）、導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為 6C+xLi++xe=LixC6?，F欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。 回答下列問題： （ 1） LiCoO2中， Co元素的化合價為 __________________。 （ 2）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應的離子方程式 __________________________________________________ __________________________________________________。 （ 3）“酸浸”一般在 80 ℃ 下進行，寫出該步驟中發(fā)生的所 有氧化還原反應的化學方程式 __________________________ ___________________________________________________； 可用鹽酸代替 H2SO4和 H2O2的混合溶液，但缺點是 __________ ___________________________________________________。 （ 4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應的化學方程式 _________ ___________________________________________________。 （ 5）充放電過程中，發(fā)生 LiCoO2與 Li1xCoO2之間的轉化， 寫出放電時電池反應方程式 ___________________________ ___________________________________________________。 （ 6）上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是 __________。在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物有 _____________（填化學式）。 【 解題指導 】 該題的突破口有 3點： （ 1）由正極材料中的鋁箔和流程圖中的 Al(OH)3固體，可推斷堿浸的反應。 （ 2）濾渣酸浸后的流程圖中有 CoSO4和 CoCO3，說明酸浸時， CoO 發(fā)生還原反應， H2O2是還原劑。 （ 3）根據充電時的電池負極的反應，說明放電時應有 LixC6被氧化的過程，則應是 Li1xCoO2被還原。 ?【 解析 】 （ 1）根據化合價代數和為零可算出 LiCoO2中，鈷元素的化合價為 +3價； （ 2）根據工藝流程中有 Al(OH)3固體和題干中的鋁箔，易推知 是鋁與 NaOH溶液反應，所以離子方程式為 2Al+2OH+2H2O==== 2AlO +3H2↑ ； （ 3）根據工藝流程中有 Li2SO4溶液、 CoSO4（ Co為 +2價）溶液，所以加 H2SO H2O2酸浸的過程中發(fā)生的氧化還原反應有 2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H 2O，因為 反應時溫度為 80 ℃ ，還會發(fā)生雙氧水分解反應： 2H2O2 O2↑+2H 2O；用鹽酸酸浸，由于鹽酸容易被氧化成Cl2，污染環(huán)境。 ?△ ==== △ ==== （ 4） “ 沉鈷 ” 過程中發(fā)生反應后產物經過濾有 CoCO3，所以 反應的化學方程式為 CoSO4+2NH4HCO3====CoCO3↓+ (NH 4)2SO4 +H2O+CO2↑ ； （ 5）充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為 6C+xLi++xe====LixC6，可知放電時是 Li1xCoO2轉化為 LiCoO2。所以方程 式為 Li1xCoO2+ LixC6====LiCoO2+6C； （ 6）放電時， LixC6在負極失電子產生 Li+，經電解質移向正 極，并進入正極材料 LiCoO2中。流程工藝中回收的金屬化合 物有 Al(OH)3 、 Li2SO CoCO3。 答案： （ 1） +3價 （ 2） 2Al+2OH+2H2O====2Al +3H2↑ （ 3） 2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H 2O，2H2O2 O2↑+2H 2O 鹽酸容易被氧化成 Cl2，污染環(huán)境 （ 4） CoSO4+2NH4HCO3====CoCO3↓+(NH 4)2SO4+H2O+CO2↑ （ 5） Li1xCoO2+LixC6====LiCoO2+6C （ 6）放電時 Li+移向正極 Al(OH)3 、 Li2SO CoCO3 2?△ ==== △ ==== 【 方法總結 】 物質制備與提純類流程題的答題策略 （ 1）從題干中獲取有用信息，了解生產的產品。 （ 2）整體瀏覽一下流程，基本辨別出預處理、反應、提純、分離等階段。 （ 3）分析流程中的每一步驟，并獲取以下信息： ①知道 “ 四個什么 ” 。 反應物是什么；發(fā)生了什么反應；該反應造成了什么后果；對制造產品有什么作用。 ②抓住 “ 一個關鍵 ” 。 一切反應或操作都是為獲得產品而服務。 （ 4）從問題中獲取信息，幫助解題。 （ 1）文字敘述類的題目要規(guī)范解答，防止出現因敘述不嚴謹 導致的失分，如： ①如何洗滌沉淀：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然 流下后，重復以上操作 2次～ 3次。 ②如何證明沉淀完全：如向含 S 的溶液中加 BaCl2溶液，將 沉淀靜止，取上層清液，再加 BaCl2溶液，若無白色沉淀生 成，說明沉淀完全。 ③如何從溶液中得到晶體：蒸發(fā)濃縮 — 冷卻結晶 — 過濾 — 洗 滌 — 干燥。 ④在寫某一步驟是為了除雜時，應該注明 “ 是為了除去 XX雜 質 ” ，只寫 “ 除雜 ” 等一類萬能式的回答是不正確的。 24O?（ 2）認真審題，不要因審題不細致而失分，如： ①填 “ 化學方程式 ” 還是 “ 離子方程式 ” 。 ②填 “ 名稱 ”“ 符號 ” 還是 “ 代號 ”“ 序號 ” 等。 ③填 “ 大于 ” 還是 “ ”； “ 增大 ” 還是 “ 變大 ” 等。 ④填 “ 化學式 ”“ 分子式 ”“ 結構式 ”“ 結構簡式 ”“ 最簡式 ”還是 “ 電子式 ” 等。 ⑤書寫化學方程式時要注意配平、注明反應條件以及 “ ”“ ====”“ ”“↑ ”“↓ ”等。 熱點考向 2 以化學基本理論為考查內容 【 典題訓練 】 3.（ 2023 江蘇高考）廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源，又有利于保護環(huán)境。實驗室利用廢舊電池的銅帽 (Cu、 Zn總含量約為 99%)回收 Cu 并制備 ZnO 的部分實驗過程如下： （ 1）①銅帽溶解時加入 H2O2 的目的是 _________________ (用化學方程式表示 )。 ②銅帽溶解完全后， 需將溶液中過量的 H2O2 除去。除去 H2O2 的簡便方法是 _______________________________________ ___________________________________________________。 （ 2）為確定加入鋅灰 (主要成分為 Zn、 ZnO，雜質為鐵及其氧化物 )的量，實驗中需測定除去 H2O2后溶液中