Question

【題目】2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予在開(kāi)發(fā)鋰離子電池方面做出卓越貢獻(xiàn)的三位化學(xué)家。鋰離子電池的廣泛應(yīng)用要求處理鋰電池廢料以節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境。鋰離子二次電池正極鋁鈷膜主要含有LiCoO2、A1等，處理該廢料的一種工藝如下圖所示：

回答下列問(wèn)題：

(l) Li元素在元素周期表中的位置為____________，LiCoO2中Co的化合價(jià)是____。

(2)“堿浸”時(shí)Al溶解的離子方程式為________。

(3)“酸溶”時(shí)加入H2O2的目的是____，調(diào)節(jié)pH后所得濾渣主要為____。

(4)“沉鈷”的離子方程式為________。

(5)配制100 mL l.0 mol/L (NH4)2C2O4溶液，需要的玻璃儀器除玻璃棒、燒杯外，還需要_________。

(6)取CoC2O4固體4.41 g在空氣中加熱至300℃，得到鈷的氧化物2.41 g，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _________________。

Answer 1

【答案】第2周期IA族 +3 2Al＋2OH-＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑ 將 LiCoO2中的 Co(Ⅲ) 還原為+2 價(jià) LiOH Co2+＋C2O4 2-=CoC2O4↓ 100 mL 容量瓶、膠頭滴管 3CoC2O4＋2O2 Co3O4＋6CO2

【解析】

由流程可知，加入NaOH堿液浸泡，將Al充分溶解，過(guò)濾后得到的濾液含有偏鋁酸鈉，濾渣為LiCoO2；加硫酸、過(guò)氧化氫發(fā)生2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH，除去鋰離子，濾渣主要為LiOH，用草酸銨“沉鈷”發(fā)生CoC2O4，以此來(lái)解答。

(1)Li的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，則Li元素在元素周期表中的位置為第2周期IA族；LiCoO2中Co的化合價(jià)是0-(+1)-(-2)×2=+3；

(2)“堿浸”時(shí)Al溶解的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；

(3)“酸溶”時(shí)加入H2O2的目的是將LiCoO2中的Co(Ⅲ) 還原為+2價(jià)，調(diào)節(jié)pH后所得濾渣主要為LiOH；

(4)“沉鈷”的離子方程式為Co2++C2O42-═CoC2O4↓；

(5)配制100 mL1.0 mol/L(NH4)2C2O4溶液，需要的玻璃儀器除玻璃棒、燒杯外，還需要100 mL容量瓶、膠頭滴管；

(6)取CoC2O4固體4.41 g在空氣中加熱至300℃，得到鈷的氧化物2.41 g，n(CoC2O4)==0.03mol，氧化物為Co3O4時(shí)其物質(zhì)的量為=0.01mol，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2。