Question

2019年诺贝尔奖授予了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、Al等，处理该废料的一种工艺如图所示：

（1）Li的原子结构示意图为_____________，LiCoO₂中Co的化合价为_______。

（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______________________________________。

（4）“沉钴”的离子方程式为___________________________________________。

（5）配制100 mL 1.0 mol/L (NH₄)₂C₂O₄溶液，需要的玻璃仪器出玻璃棒、烧杯外，还有_____。

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

Answer

+3 将中的Ⅲ还原为价 100mL容量瓶、胶头滴管

【解析】

铝钴膜主要含有、Al等，将废料先用碱液浸泡，将Al充分溶解，过滤后得到的滤液中含有偏铝酸钠，滤渣为，将滤渣用双氧水、硫酸处理后生成、，然后加入氨水调节溶液的pH，生成氢氧化锂沉淀从而除去锂离子，最后对滤液用草酸铵洗涤处理，经过一系列处理得到草酸钴。据此解答。

（1）锂是3号元素，原子结构示意图为，中Li显价，氧元素显价，设钴元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：，则，故答案为：；；

（2）“碱浸”时Al溶解于氢氧化钠溶液，反应的离子方程式为；

（3）双氧水具有氧化性，“酸溶”时加入，可以将中的Ⅲ还原为价，用氨水调节pH，将锂离子转化为氢氧化锂沉淀，所得滤渣主要为LiOH，故答案为：将中的Ⅲ还原为价；

（4）“沉钴”中与草酸铵反应生成草酸钴，反应的离子方程式为，故答案为：；

（5）配制100 mL 1.0 mol/L (NH4)2C2O4溶液，需要经过称量、溶解、转移、洗涤、定容等步骤，需要的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需要100mL容量瓶、胶头滴管，故答案为：100mL容量瓶、胶头滴管；

（6）4.41gCoC2O4的物质的量为，其中含有钴元素的质量，因此钴的氧化物中含有氧元素的质量，氧元素的物质的量，因此该钴的氧化物为，钴元素被氧化，因此反应物中需要氧气参与，根据元素守恒，生成物中还有二氧化碳，反应的方程式为，故答案为：。