【題目】利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料.LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得.

(1)利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液.B極區(qū)電解液為溶液(填化學式),陽極電極反應式為 , 電解過程中Li+電極遷移(填“A”或“B”).
(2)利用鈷渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制備鈷氧化物的工藝流程如下:

Co(OH)3溶解還原反應的離子方程式為 , 鐵渣中鐵元素的化合價為 , 在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2 , 測得充分煅燒后固體質量為2.41g,CO2的體積為1.344L(標準狀況),則鈷氧化物的化學式為

【答案】
(1)LiOH;2Cl﹣2e=Cl2↑;B
(2)2Co(OH)3+4H++SO32=2Co2++SO42+5H2O;+3;Co3O4
【解析】解:(1)電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液,由圖可知,右側生成氫氣,則B中氫離子放電,可知B為陰極,在B中制備LiOH,B極區(qū)電解液為LiOH溶液;Li+由A經(jīng)過陽離子交換膜向B移動;A中為LiCl溶液,氯離子放電生成氯氣,則陽極反應式為2Cl﹣2e=Cl2↑,所以答案是:LiOH;2Cl﹣2e=Cl2↑;(2)Co(OH)3溶解還原反應為Co(OH)3、H+、SO32的氧化還原反應,其離子反應為2Co(OH)3+4H++SO32=2Co2++SO42+5H2O;由制備流程可知,加硫酸溶解后為鐵離子,再與亞硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應生成亞鐵離子,在浸液中通入氧氣時亞鐵離子被氧化為鐵離子,可知鐵渣中鐵元素的化合價為+3價;煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2 , 測得充分煅燒后固體質量為2.41g,CO2的體積為1.344L(標準狀況),n(CO2)= =0.06mol,由化學式可知n(Co)=0.06mol× =0.03mol,則氧化物中n(O)= =0.04mol,則n(Co):n(O)=0.03mol:0.04mol=3:4,所以鈷氧化物的化學式為Co3O4 , 所以答案是:2Co(OH)3+4H++SO32=2Co2++SO42+5H2O;+3;Co3O4

練習冊系列答案
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