锰酸锂(LiMn2O4)是新一代锂离子电池的正极材料.实验室回收利用废旧锂离子电池正极材料(锰酸锂、碳粉等涂覆在铝箔上)的一种流程如下:
(1)X的化学式为___.
(2)写出“酸溶”过程中反应的离子方程式:___.
(3)反应②中与Na2CO3反应的物质有___和___(填化学式);工业上洗涤Li2CO3用的是热水而不是冷水,其原因是___.
(4)固相法制备LiMn2O4的实验过程如下:将MnO2和Li2CO3按4:1的物质的量之比配料,球磨3~5小时,然后升温,高温加热,保温24小时,冷却至室温.
①写出该反应的化学方程式:___.
②LiMn2O4中锰元素的平均价态为+3.5.在不同温度下,合成的LiMn2O4中Mn2+、Mn3+和Mn4+的含量与温度的关系见下表.
T/℃w(Mn2+)(%)w(Mn3+)(%)w(Mn4+)(%)700 | 5.56 | 44.58 | 49.86 |
750 | 2.56 | 44.87 | 52.57 |
800 | 5.50 | 44.17 | 50.33 |
850 | 6.22 | 44.40 | 49.38 |