Question

【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(xué)式），陽極電極反應(yīng)式為　 　；電解過程中Li+向　 　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(yīng)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(zhì)量為2.41g，CO2的體積為1.344L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則鈷氧化物的化學(xué)式為　 　。

Answer 1

【答案】（1）LiOH ； 2Cl—﹣2e﹣=Cl2↑ ； B

（2）2Co(OH)3+4H++SO32﹣=2Co2++SO42﹣+5H2O ； +3 ； Co3O4

【解析】試題分析：（1）B極區(qū)生產(chǎn)H2，同時生成LiOH，則B極區(qū)電解液為LiOH溶液；電極A為陽極，陽極區(qū)電解液為LiCl溶液，根據(jù)放電順序，陽極上Cl失去電子，則陽極電極反應(yīng)式為：2Cl—2e=Cl2↑；根據(jù)電流方向，電解過程中Li+向B電極遷移。

（2）在酸性條件下，Co（OH）3首先與H+反應(yīng)生成Co3+，Co3+具有氧化性，把SO32氧化為SO42，配平可得離子方程式：2Co（OH）3+4H++SO32=2Co2++SO42+5H2O；氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，因此鐵渣中鐵元素的化合價應(yīng)該為+3價；CO2的物質(zhì)的量為：1.344L÷22.4L/mol=0.06mol，根據(jù)CoC2O4的組成可知Co元素物質(zhì)的量為0.03mol，設(shè)鈷氧化物的化學(xué)式為CoxOy，根據(jù)元素的質(zhì)量比可得：59x：16y=0.03mol×59g/mol：（2.41g—0.03mol×59g/mol），解得x：y=3:4，則鈷氧化物的化學(xué)式為：Co3O4。