知识点及易错巩固之无机综合题（流程题）
1．(2013·新课标Ⅰ卷)锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)，导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
回答下列问题：
(1) LiCoO2中，Co元素的化合价为 。
(2) 写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式： 。
(3) “酸浸”一般在80 ℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式： ；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是 。
(4) 写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式： 。
(5) 充放电过程中发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式： 。 (6) 上述工艺中“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是 。
1
在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有 (填化学式)。 〖答案〗(1) +3 (2) 2Al+2OH+2H2O
-
2Al
O-2+3H2↑
Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O、2H2O2
2H2O+O2↑ 有氯气生成，污染较大
(3) 2LiCoO2+3H2SO4+H2O2(4) CoSO4+2NH4HCO3(5) Li1-xCoO2+LixC6
CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O LiCoO2+6C
(6) Li+从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4
〖解析〗(1) 根据化合物化合价代数和为0，LiCoO2中Co元素的化合价为+3价。(2) 电池正极材料，有钴酸锂(LiCoO2)，导电剂乙炔黑和铝箔等，“正极碱浸”即是铝和氢氧化钠溶液反应：2Al+2OH+2H2O
-
2Al
O-2+3H2↑。(3) 锂离子电池正极材料中的钴酸锂(LiCoO2)，导电剂乙炔黑和铝箔经过碱浸后剩余LiCoO2，结合流程图中后面生成的是Li2SO4、
Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O、2H2O2
2H2O+O2↑；若用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，氯离
CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O。(5)
+LixC6
LiCoO2+6C。(6) 放
CoSO4，“酸浸”发生的氧化还原反应的化学方程式为2LiCoO2+3H2SO4+H2O2
子被氧化会有氯气生成，污染较大。(4) 用NH4HCO3沉淀CoSO4生成CoCO3，结合质量守恒写出反应的化学方程式：CoSO4+2NH4HCO3由LiCoO2转化成Li1-xCoO2得到电子，电极反应式为LixC6-xe-6C+xLi+，正极是Li1-xCoO2得电子转化成LiCoO2，总的电池反应方程式
为Li1-xCoO2电时Li+从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中，有利于锂在正极的回收。在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4。
2．(2015·新课标Ⅰ卷)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1) 写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式： 。 为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有 (写出两条)。 (2) 利用 的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是 (填化学式)。
(3) “净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是 ；然后再调节溶液的pH约为5，目的是 。
2
(4) “粗硼酸”中的主要杂质是 (填名称)。
(5) 以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为 。
(6) 单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程： 。 〖答案〗(1) Mg2B2O5·H2O+2H2SO4(2) Fe3O4 SiO2和CaSO4
(3) 氧化溶液中的Fe2+ 使溶液中的Al3+和Fe3+变成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，然后除去 (4) (七水)硫酸镁
H?‥??H∶∶BH??H???(5) Na+
-2MgSO4+2H3BO3 粉碎铁硼矿、充分搅拌、适当升高温度等(任写两条)
(6) 2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg3MgO+2B
2MgSO4+2H3BO3；提高浸出速率常用的方法有：适当提高酸
〖解析〗(1) 根据题干信息可知硼酸难溶于水，Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式为Mg2B2O5·H2O+2H2SO4的浓度、粉碎铁硼矿、充分搅拌、适当升高温度等。
(2) 常见的有磁性的物质有Fe、Fe3O4；“浸渣”中还剩余的是不溶于硫酸的SiO2和微溶于水的硫酸钙。
(3) 结合流程图，酸浸后溶液中的离子主要有Mg2+、Fe2+、Al3+、Fe3+，能够和H2O2溶液反应的是Fe2+，加入H2O2溶液的作用是氧化溶液中的Fe2+；再调节溶液的pH约为5，目的是除去溶液中的Al3+和Fe3+。
(4) “粗硼酸”中的主要杂质是未除去的镁形成的(七水)硫酸镁。
H?‥??H∶∶BH??H???+
-(5) 硼氢化钠(NaBH4)是离子化合物，电子式为Na
。
(6) H3BO3不稳定，分解生成B2O3和H2O，B2O3和Mg反应生成MgO和B。
【考题分析】
年份 2013
试题 第27题 知识点 电极反应式、化学方程式、电池总反应式的书写，物质的回收，环境保护 3
分值 15分