Question

【题目】根据信息书写相关反应方程式:

(1)磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片[含Al、炭黑、LiFePO4（难溶于水和碱）]中各物质的流程如下图所示：

①写出“碱溶”时的离子方程式：________。

②写出“酸溶”时的化学方程式：________。

③LiFePO4可由Fe2O3、碳粉、LiH2PO4在480℃~900℃时混合共热制得，反应中还有CO生成，写出该反应的化学方程式：________。

(2)羟基自由基(电子式为，本题用·OH表示)有较强的氧化性，常用于污染物的治理。

①pH＝3时，Fe2+可循环催化H2O2的分解，过程中会产生·OH 中间体，转化过程如右图所示。写出转化Ⅱ的离子方程式：________。

②写出酸性条件下，·OH将水中的乙醛氧化成CO2和H2O的离子方程式：________。

Answer 1

【答案】2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑ 6LiFePO4＋12H2SO4＋2HNO3=3Li2SO4＋3Fe2(SO4)3＋6H3PO4＋2NO↑＋4H2O Fe2O3＋C＋2LiH2PO42LiFePO4＋CO↑＋2H2O 2Fe3+＋2·OH=2Fe2+＋O2↑＋2H+ 10·OH＋CH3CHO=2CO2↑＋7H2O

【解析】

（1）①废旧磷酸亚铁锂电池正极片中含Al，可溶解与强碱溶液；

②废旧磷酸亚铁锂电池正极片中含Al、炭黑和LiFePO4，其中Al在“碱溶”过程中完全溶解，因此在“酸溶”过程中溶解的是LiFePO4；

③根据氧化还原反应的规律书写方程式；

（2）①pH＝3时，Fe3+氧化·OH生成Fe2+和O2，据此书写离子方程式；

②羟基自由基具有较强的氧化性，能将乙醛氧化为CO2和H2O。

（1）①废旧磷酸亚铁锂电池正极片中含Al，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，因此“碱溶”时的离子方程式为：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑；

②“酸溶”过程中溶解的是LiFePO4，LiFePO4与H2SO4和HNO3反应生成Li2SO4、Fe2(SO4)3、H3PO4、NO和H2O，反应方程式为：6LiFePO4＋12H2SO4＋2HNO3=3Li2SO4＋3Fe2(SO4)3＋6H3PO4＋2NO↑＋4H2O；

③LiFePO4可由Fe2O3、碳粉、LiH2PO4在480℃~900℃时混合共热制得，反应中还有CO生成，方程式为：Fe2O3＋C＋2LiH2PO42LiFePO4＋CO↑＋2H2O；

（2）①pH＝3时，Fe3+氧化·OH生成Fe2+和O2，离子方程式为：2Fe3+＋2·OH=2Fe2+＋O2↑＋2H+；

②羟基自由基具有较强的氧化性，能将乙醛氧化为CO2和H2O，离子方程式为：10·OH＋CH3CHO=2CO2↑＋7H2O。