Question

【題目】一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料數(shù)量可觀，廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在；鈷以Co2O3·CoO的形式存在，吸附在鋁箔的單面或雙面；鋰混雜于其中。從廢料中制取高純碳酸鈷（CoCO3)的工藝流程如下：

（1）過(guò)程I中采用NaOH溶液溶出廢料中的Al，反應(yīng)的離子方程式為_________________________。

（2）過(guò)程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出鈷。則浸出鈷的離子反應(yīng)方程

式為_____________________(產(chǎn)物中只有一種酸根)。也可用H2SO4和H2O2代替H2SO4、Na2S2O3，那么該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________；但若用HC1代替H2SO4會(huì)造成的后果是______________。

（3）過(guò)程Ⅲ中碳酸鈉溶液的作用是沉淀Al3+和Li+，寫(xiě)出沉淀Al3+的離子方程式___________________。

（4）過(guò)程Ⅳ沉鈷的離子方程式是______________________。

（5）CoCO3可用于制備鋰離子電池的正極材料LiCoO2，其生產(chǎn)工藝是將n(Li)：n(Co)=l：l的LiCO3和CoCO3的固體混合物在空氣中加熱至700℃～900℃。試寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________。

Answer 1

【答案】 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 4Co2O3·CoO+S2O32-+22H+=12Co2++2SO42-+11H2O Co2O3·CoO+H2O2+6H+=3Co2++O2↑+4H2O 產(chǎn)生Cl2，污染環(huán)境 2Al3++3CO32-+6H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ Co2++2HCO3-=CoCO3↓+H2O+CO2↑ 2Li2CO3+4CoCO3+O24LiCoO2+6CO2

【解析】由題中信息可知，過(guò)程I堿溶時(shí)，大部分鋁轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鹽除去；過(guò)程II中鈷渣中鈷元素被浸出；過(guò)程III中除雜質(zhì)；過(guò)程IV中沉鈷；過(guò)程V為提純。

（1）過(guò)程I中采用NaOH溶液溶出廢料中的Al，反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。

（2）過(guò)程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液作還原劑浸出鈷，硫代硫酸根被氧化為硫酸根，則浸出鈷的離子反應(yīng)方程式為4Co2O3·CoO+S2O32-+22H+=12Co2++2SO42-+11H2O。若用H2SO4和H2O2代替H2SO4、Na2S2O3，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Co2O3·CoO+H2O2+6H+=3Co2++O2↑+4H2O；但若用HC1代替H2SO4會(huì)造成的后果是鹽酸被Co2O3·CoO氧化為Cl2，污染環(huán)境。

（3）過(guò)程Ⅲ中碳酸鈉溶液的作用是沉淀Al3+和Li+，沉淀Al3+的離子方程式2Al3++3CO32-+6H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑。

（4）過(guò)程Ⅳ沉鈷的離子方程式是Co2++2HCO3-=CoCO3↓+H2O+CO2↑。

（5）CoCO3可用于制備鋰離子電池的正極材料LiCoO2，其生產(chǎn)工藝是將n(Li)：n(Co)=l：l的LiCO3和CoCO3的固體混合物在空氣中加熱至700℃～900℃，該反應(yīng)的化學(xué)方程式2Li2CO3+4CoCO3+O24LiCoO2+6CO2。