综合题10.0分
理综

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。

47.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”)。

48.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:

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

LiOH;2Cl‾—2e‾=Cl2↑;B。

解析

依据电解原理,且惰性电极不参与反应,即只有溶液中阴阳离子放电。B极区生产H2,是溶液中水电离出的H+放电发生还原反应的结果,则该极是与电源负极相连的阴极,同时生成OH-(即LiOH),故B极区电解液为LiOH溶液;电极A为阳极,阳极区电解液为LiCl溶液,根据放电顺序,阳极上Cl‾失去电子,则阳极电极反应式为:2Cl‾—2e‾=Cl2↑;根据电流方向,电解过程中Li+向作为阴极的B电极迁移。

考查方向

电化学之电解池及其原理。

解题思路

依据电解原理解题。

易错点

电极反应式的书写。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

A

解析

在酸性条件下,Co(OH)3首先与H+反应生成Co3+(酸碱中和原理),信息“溶解还原”及“纯化处理”后得到“CoSO4溶液”可知,Co3+具有氧化性,被还原为Co2+,则SO32‾应该被氧化为SO42‾,配平可得离子方程式:2Co(OH)3+4H++SO32‾=2Co2++SO42‾+5H2O,或分步书写如答案此略;钴渣所含Fe(OH)3在酸性溶液中也被SO32‾还原为Fe2+,但随后又被氯酸钠和氧气氧化为+3价,以铁渣除去。

已知:n(CO2)=1.344 L÷22.4 L/mol=0.06 mol,且充分煅烧的结果是C元素只氧化为CO2,根据C守恒,得n(CoC2O4)=0.03 mol,n(Co)=0.03 mol。设钴氧化物的化学式为CoxOy,根据元素的质量比可得:59x:16y=0.03 mol×59 g·mol-1 :(2.41g—0.03 mol×59 g·mol-1),解得x:y=3:4,则钴氧化物的化学式为:Co

考查方向

氧化还原反应、计算、工艺流程。

解题思路

依据信息与氧化还原反应原理整合推理、及运用守恒计算。

易错点

通过计算确定钴氧化物的化学式。