Question

【題目】鈷是國民經濟建設和國防建設不可缺少的重要原料之一，從鋰離子二次電池正極廢料--鋁鈷膜中回收鈷的工藝如圖所示：

回答下列問題：

(1)寫出工業上用制取鋁的化學方程式______

(2)工藝圖中加入氫氧化鈉凈化的目的是______

(3)為使鈷浸出。需將的結構破壞，選擇在硫酸和雙氧水體系中進行浸出，請寫出浸出的化學方程式______

(4)鋰可由電解制得，以石墨為陽極，低碳鋼為陰極，電解液為熔融的LiCl和KCl的混合液，電解槽壓為6.0-6.5V，這樣可得到純度為99%的鋰。

①在電解液中加人KCl的原因______

②陰極產物與鎂的性質相似，在常溫下與氮氣反應，請寫出其與氮氣反應的生成物與水的反應方程式______

③已知陰極產物在500℃與氫氣能反應生成氫化物，請寫出該氫化物的電子式______

(5)已知鈷與鐵的性質相似，請寫出四氧化三鈷與氫碘酸反應的離子方程式______

Answer 1

【答案】 除去雜質離子Al3+ 增強電解液的導電性 Li+[:H]-

【解析】

鋁鈷膜廢料的成分為和鋁箔，將廢料先用堿液浸泡，將Al充分溶解，過濾后得到的濾液為含有偏鋁酸鈉，濾渣為；通過調節濾液的pH，將偏鋁酸鈉轉化成氫氧化鋁沉淀，通過加熱得到氧化鋁，再通過電解熔融氧化鋁獲得金屬Al；將濾渣用雙氧水、硫酸處理后生成、，溶液中含有雜質鋁離子，然后加入氫氧化鈉溶液調節溶液pH，生成氫氧化鋁沉淀從而除去鋁離子，最后對濾液用草酸銨洗滌處理，經過一系列處理得到碳酸鋰和金屬Co。

(1)電解熔融氧化鋁可以獲得金屬鋁和氧氣，反應的化學方程式為：，故答案為：；

(2)濾渣用硫酸和雙氧水處理后Co元素全部留在濾液中，且濾液中含有雜質鋁離子，用氫氧化鈉溶液調節pH，可以將雜質鋁離子除掉，故答案為：除去雜質離子Al3+；

(3)酸浸時反應物有硫酸、過氧化氫以及，生成物有和，反應的化學方程式為：，故答案為：；

(4)①電解液中加入氯化鉀后，可以大大提高電解液的導電性，增強電解效果，故答案為：增強電解液的導電性；

②電解熔融LiCl過程中，陰極得到的是金屬Li，鋰與氮氣反應生成，氮化鋰與水反應會生成氨氣和氫氧化鋰，反應的化學方程式為：，故答案為：；

③電解熔融LiCl過程中，陰極得到的是金屬Li，鋰與氫氣在一定條件下反應生成氫化鋰，氫化鋰為離子化合物，其電子式為：Li+[:H]-，故答案為：Li+[:H]-；

(5)已知鈷與鐵的性質相似，則四氧化三鈷與四氧化三鐵的化學性質相似，四氧化三鐵與碘化氫反應的離子方程式為：，則四氧化三鈷與氫碘酸反應的離子方程式：，故答案為：。