Question

2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂离子电池的广泛应用要求处理锂电池废料以节约资源、保护环境。锂离子二次电池正极铝钴膜主要含有LiCoO₂、A1等，处理该废料的一种工艺如下图所示：

回答下列问题：

(l) Li元素在元素周期表中的位置为____________，LiCoO₂中Co的化合价是____。

(2)“碱浸”时Al溶解的离子方程式为________。

(3)“酸溶”时加入H₂O₂的目的是____，调节pH后所得滤渣主要为____。

(4)“沉钴”的离子方程式为________。

(5)配制100 mL l.0 mol/L (NH₄)₂C₂O₄溶液，需要的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需要_________。

(6)取CoC₂O₄固体4.41 g在空气中加热至300℃，得到钴的氧化物2.41 g，则该反应的化学方程式为 _________________。

Answer

第2周期IA族 +3 2Al＋2OH-＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑ 将 LiCoO2中的 Co(Ⅲ) 还原为+2 价 LiOH Co2+＋C2O4 2-=CoC2O4↓ 100 mL 容量瓶、胶头滴管 3CoC2O4＋2O2 Co3O4＋6CO2

【解析】

由流程可知，加入NaOH碱液浸泡，将Al充分溶解，过滤后得到的滤液含有偏铝酸钠，滤渣为LiCoO2；加硫酸、过氧化氢发生2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，加入氨水调节溶液pH，除去锂离子，滤渣主要为LiOH，用草酸铵“沉钴”发生CoC2O4，以此来解答。

(1)Li的原子结构示意图为，则Li元素在元素周期表中的位置为第2周期IA族；LiCoO2中Co的化合价是0-(+1)-(-2)×2=+3；

(2)“碱浸”时Al溶解的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；

(3)“酸溶”时加入H2O2的目的是将LiCoO2中的Co(Ⅲ) 还原为+2价，调节pH后所得滤渣主要为LiOH；

(4)“沉钴”的离子方程式为Co2++C2O42-═CoC2O4↓；

(5)配制100 mL1.0 mol/L(NH4)2C2O4溶液，需要的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需要100 mL容量瓶、胶头滴管；

(6)取CoC2O4固体4.41 g在空气中加热至300℃，得到钴的氧化物2.41 g，n(CoC2O4)==0.03mol，氧化物为Co3O4时其物质的量为=0.01mol，则该反应的化学方程式为3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2。