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____。

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   

【分析】

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。

【详解】

（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。