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，兩電極區電解液分別為LiOH和LiCl溶液．B極區電解液為溶液（填化學式），陽極電極反應式為 ， 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 ．

Answer 1

【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極區電解液為LiOH溶液；Li+由A經過陽離子交換膜向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 ．