废旧锂离子电池的回收利用意义重大，其正极废料的主要成分是LiCoO2、铝、炭黑及其他杂质，回收利用的流程如下：已知“溶液A”中主要金属离子是Co2+、Li+，还含有少量Fe3+、Al3+、Cu2+．（1

Question

废旧锂离子电池的回收利用意义重大，其正极废料的主要成分是LiCoO₂、铝、炭黑及其他
杂质，回收利用的流程如下：

已知“溶液A”中主要金属离子是Co²⁺、Li⁺，还含有少量Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺． 
（1）步骤①中铝溶解的离子方程式为___，能代替稀H₂SO₄处理“浸出液”得到固体X试剂可以是___．
A、NaOH溶液   B、CO₂   C、稀HCl   D、氨水
（2）步骤②中LiCoO₂固体溶解的化学方程式为___，该反应的还原剂是___． 
（3）实验表明溶液A中各种金属离子的沉淀率随pH的变化如图，除杂时加入氨水调节溶液pH，可除去的杂质离子是___．
（4）母液中含量最大的三种离子是___． 
（5）从1000 g锂离子电池正极材料（Li元素含量为5%）中可回收Li₂CO₃的质量为___ g．（已知回收率为84%，Li₂CO₃化学式量为74）

Answer 1

（1）铝能与碱反应生成AlO₂^-，反应的离子方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，偏铝酸钠溶液加入稀硫酸，可生成Al（OH）₃沉淀，也可以用其它酸代替硫酸，如盐酸、二氧化碳等，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；BC；
（2）酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO₂，生成物有Li₂SO₄和CoSO₄，反应方程式为：2LiCoO₂+H₂O₂+3H₂SO₄=Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂↑+4H₂O，反应中Co元素化合价降低，O元素化合价升高，H₂O₂为还原剂，
故答案为：2LiCoO₂+H₂O₂+3H₂SO₄=Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂↑+4H₂O；H₂O₂；
（3）由图2可知，当调节pH<5.0时，Co²⁺不生成沉淀，而Fe³⁺、Al³⁺易生成沉淀而除去，可除去杂质离子是Fe³⁺、Al³⁺，
故答案为：Fe³⁺、Al³⁺；
（4）由流程可知，经分离、提纯后，母液中含有Li⁺、NH₄⁺、SO₄^2-等离子，
故答案为：Li⁺、NH₄⁺、SO₄^2-；
（5）1000g锂离子电池正极材料中Li的质量为1000g×5%=50g，回收的质量为50g×84%=42g，n（Li）=(42g)/(7g/mol)=6mol，
则n（Li₂CO₃）=3mol，m（Li₂CO₃）=3mol×74=222g，
故答案为：222g．