Question

【题目】利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料．LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得．

（1）利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液．B极区电解液为溶液（填化学式），阳极电极反应式为 ， 电解过程中Li+向电极迁移（填“A”或“B”）．
（2）利用钴渣[含Co（OH）3、Fe（OH）3等]制备钴氧化物的工艺流程如下：

Co（OH）3溶解还原反应的离子方程式为 ， 铁渣中铁元素的化合价为 ， 在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2 ， 测得充分煅烧后固体质量为2.41g，CO2的体积为1.344L（标准状况），则钴氧化物的化学式为 ．

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）电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，由图可知，右侧生成氢气，则B中氢离子放电，可知B为阴极，在B中制备LiOH，B极区电解液为LiOH溶液；Li+由A经过阳离子交换膜向B移动；A中为LiCl溶液，氯离子放电生成氯气，则阳极反应式为2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑，所以答案是：LiOH；2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑；（2）Co（OH）3溶解还原反应为Co（OH）3、H+、SO32﹣的氧化还原反应，其离子反应为2Co（OH）3+4H++SO32﹣=2Co2++SO42﹣+5H2O；由制备流程可知，加硫酸溶解后为铁离子，再与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成亚铁离子，在浸液中通入氧气时亚铁离子被氧化为铁离子，可知铁渣中铁元素的化合价为+3价；煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2 ， 测得充分煅烧后固体质量为2.41g，CO2的体积为1.344L（标准状况），n（CO2）= =0.06mol，由化学式可知n（Co）=0.06mol× =0.03mol，则氧化物中n（O）= =0.04mol，则n（Co）：n（O）=0.03mol：0.04mol=3：4，所以钴氧化物的化学式为Co3O4 ， 所以答案是：2Co（OH）3+4H++SO32﹣=2Co2++SO42﹣+5H2O；+3；Co3O4 ．