Question

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(guò)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L(zhǎng)iOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為_(kāi)_________溶液（填化學(xué)式），陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_(kāi)_________ ，電解過(guò)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_(kāi)___________________________________，鐵渣中鐵元素的化合價(jià)為_(kāi)__________，在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2，測(cè)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_(kāi)_________。

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(shí)生成LiOH，則B極區(qū)電解液為L(zhǎng)iOH溶液；電極A為陽(yáng)極，陽(yáng)極區(qū)電解液為L(zhǎng)iCl溶液，根據(jù)放電順序，陽(yáng)極上Cl‾失去電子，則陽(yáng)極電極反應(yīng)式為：2Cl‾—2e‾=Cl2↑；根據(jù)電流方向，電解過(guò)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；鐵渣中鐵元素的化合價(jià)應(yīng)該為高價(jià)，為+3價(jià)；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。

考點(diǎn)：電化學(xué)、氧化還原反應(yīng)、工藝流程