废旧钴酸锂镍离子电池主要含有Fe、Al、Cu的单质和LiCoO2，某化学小组同学设计如下实验流程分离其中各种金属元素．提示：FeC2O4难溶于水：Fe3++3C2O42-═[Fe（C2O4）3]3-；[Fe（C2O4）3]3-遇酸转化为

Question

废旧钴酸锂镍离子电池主要含有Fe、Al、Cu的单质和LiCoO₂，某化学小组同学设计如下实验流程分离其中各种金属元素．

提示：FeC₂O₄难溶于水：Fe³⁺+3C₂O₄^2-═[Fe（C₂O₄）₃]^3-；[Fe（C₂O₄）₃]^3-遇酸转化为Fe³⁺．回答下列问题：
（1）碱浸泡过程中发生反应的离子方程式是___．
（2）向固体残渣中加入盐酸时，LiCoO₂发生如下反应，请完成该反应的化学方程式：□LiCoO₂+□HCl-□LiCl+□CoCl₂+□Cl₂↑+□___．
（3）向滤液A中加入H₂O₂的作用是___．
（4）过滤Li₂CO₃时发现滤液中有少量浑浊，从实验的角度给出一种可能的原因___．

Answer 1

废旧钴酸锂镍离子电池主要含有Fe、Al、Cu的单质和LiCoO₂，初步处理，加碱浸泡，铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气，固体残渣为：Fe、Cu的单质和LiCoO₂，加盐酸Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，2LiCoO₂+8H⁺+2Cl^-=2Li⁺+2Co²⁺+Cl₂↑+4H₂O，沉淀为Cu，滤液A为Fe²⁺、Li⁺、Co³⁺、Cl^-，FeC₂O₄难溶于水，向滤液A中加入H₂O₂，2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，氧化Fe²⁺为Fe³⁺，加入草酸铵，过滤沉淀为CoC₂O₄•2H₂O，滤液B为：Fe³⁺、Li⁺、Cl^-，加入碳酸钠，发生的离子反应为2Li⁺+CO₃^2-=Li₂CO₃↓，滤液C为Fe³⁺、Cl^-，加入氧化剂防止铁离子被还原得氯化铁溶液，
（1）铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气，所以碱浸泡过程中发生反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）LiCoO₂中Li为+1价，Co为+3价，具有氧化性，HCl中-1价的氯具有还原性，向固体残渣中加入盐酸时，Co（+3→+2），Cl（-1→0），最小公倍数为1，因Cl₂为双原子分子，所以LiCoO₂前系数为2，根据原子守恒，未知物为水，所以反应为：2LiCoO₂+8HCl=2LiCl+2CoCl₂+Cl₂↑+4H₂O，
故答案为：2LiCoO₂+8HCl=2LiCl+2CoCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（3）FeC₂O₄难溶于水，[Fe（C₂O₄）₃]^3-遇酸转化为Fe³⁺，为避免沉淀Fe²⁺，需氧化亚铁离子，H₂O₂具有氧化性，Fe²⁺具有还原性，向滤液A中加入H₂O₂的作用是氧化Fe²⁺为Fe³⁺；发生的反应为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：氧化Fe²⁺为Fe³⁺，避免下一步Fe²⁺形成FeC₂O₄沉淀；
（4）过滤Li₂CO₃时发现滤液中有少量浑浊，可能滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等，
故答案为：滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等．