Question

【题目】为分离废磷酸亚铁锂电池的正极材料(主要含LiFePO4和铝箔)中的金属,将正极材料粉碎后进行如下流程所示的转化：

已知LiFePO4不溶于水和碱,能溶于强酸。

（1）“碱溶”时的离子方程式为___。

（2）向滤液Ⅰ中通入过量CO2会析出Al(OH)3沉淀,写出该反应的离子方程式：____。

（3）“酸浸”时溶液中Fe2+发生反应的离子方程式为_____。

（4）检验“沉铁”后所得溶液中是否存在Fe3+的方法是____。

（5）以Fe(OH)3为原料可以制取FeSO4晶体,还需的试剂有____。

（6）“沉锂”时，检验Li+是否沉淀完全的方法是____。

Answer 1

【答案】2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑ AlO2-+2H2O+CO2Al(OH)3↓+HCO3- 2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O 取少量沉铁后所得上层溶液，向其中滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则存在Fe3+，若溶液不变红，则不存在Fe3+ 硫酸、铁粉 静置，向上层清液中继续滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成，则Li+沉淀完全

【解析】

废磷酸亚铁锂电池的正极材料(主要含LiFePO4和铝箔)，加入NaOH溶液，铝箔与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水，所以滤液Ⅰ为NaAlO2，LiFePO4不溶于水和碱，所以滤渣Ⅰ为LiFePO4，LiFePO4能溶于强酸，加入H2SO4、H2O2，其中的Fe2+被氧化为Fe3+，加入NaOH溶液，生成Fe(OH)3沉淀，再加入Na2CO3溶液，Li+转化为Li2CO3沉淀，据此答题。

（1）“碱溶”时，正极材料粉末中的铝箔与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水，化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。

（2）滤液Ⅰ为NaAlO2溶液，通入过量CO2会生成Al(OH)3沉淀，反应的化学方程式为：AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-，故答案为：AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-。

（3）“酸浸”时溶液中的Fe2+在酸性条件下被H2O2氧化为Fe3+，反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O。

（4）检验“沉铁”后所得溶液中是否存在Fe3+的方法是取少量沉铁后所得上层溶液，向其中滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则存在Fe3+，若溶液不变红，则不存在Fe3+，故答案为：取少量沉铁后所得上层溶液，向其中滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则存在Fe3+，若溶液不变红，则不存在Fe3+。

（5）先将Fe(OH)3与H2SO4反应生成硫酸铁，硫酸铁与铁粉反应生成硫酸亚铁，故答案为：硫酸、铁粉。

（6）“沉锂”时，检验Li+是否沉淀完全的方法是静置，向上层清液中继续滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成，则Li+沉淀完全，故答案为：静置，向上层清液中继续滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成，则Li+沉淀完全。