Question

钴是国民经济建设和国防建设不可缺少的重要原料之一，从锂离子二次电池正极废料--铝钴膜中回收钴的工艺如图所示：

回答下列问题：

(1)写出工业上用制取铝的化学方程式______

(2)工艺图中加入氢氧化钠净化的目的是______

(3)为使钴浸出。需将的结构破坏，选择在硫酸和双氧水体系中进行浸出，请写出浸出的化学方程式______

(4)锂可由电解制得，以石墨为阳极，低碳钢为阴极，电解液为熔融的LiCl和KCl的混合液，电解槽压为6.0-6.5V，这样可得到纯度为99%的锂。

①在电解液中加人KCl的原因______

②阴极产物与镁的性质相似，在常温下与氮气反应，请写出其与氮气反应的生成物与水的反应方程式______

③已知阴极产物在500℃与氢气能反应生成氢化物，请写出该氢化物的电子式______

(5)已知钴与铁的性质相似，请写出四氧化三钴与氢碘酸反应的离子方程式______

Answer

除去杂质离子Al3+ 增强电解液的导电性 Li+[:H]-

【解析】

铝钴膜废料的成分为和铝箔，将废料先用碱液浸泡，将Al充分溶解，过滤后得到的滤液为含有偏铝酸钠，滤渣为；通过调节滤液的pH，将偏铝酸钠转化成氢氧化铝沉淀，通过加热得到氧化铝，再通过电解熔融氧化铝获得金属Al；将滤渣用双氧水、硫酸处理后生成、，溶液中含有杂质铝离子，然后加入氢氧化钠溶液调节溶液pH，生成氢氧化铝沉淀从而除去铝离子，最后对滤液用草酸铵洗涤处理，经过一系列处理得到碳酸锂和金属Co。

(1)电解熔融氧化铝可以获得金属铝和氧气，反应的化学方程式为：，故答案为：；

(2)滤渣用硫酸和双氧水处理后Co元素全部留在滤液中，且滤液中含有杂质铝离子，用氢氧化钠溶液调节pH，可以将杂质铝离子除掉，故答案为：除去杂质离子Al3+；

(3)酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及，生成物有和，反应的化学方程式为：，故答案为：；

(4)①电解液中加入氯化钾后，可以大大提高电解液的导电性，增强电解效果，故答案为：增强电解液的导电性；

②电解熔融LiCl过程中，阴极得到的是金属Li，锂与氮气反应生成，氮化锂与水反应会生成氨气和氢氧化锂，反应的化学方程式为：，故答案为：；  

③电解熔融LiCl过程中，阴极得到的是金属Li，锂与氢气在一定条件下反应生成氢化锂，氢化锂为离子化合物，其电子式为：Li+[:H]-，故答案为：Li+[:H]-；

(5)已知钴与铁的性质相似，则四氧化三钴与四氧化三铁的化学性质相似，四氧化三铁与碘化氢反应的离子方程式为：，则四氧化三钴与氢碘酸反应的离子方程式：，故答案为：。