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鈷是國民經濟建設和國防建設不可缺少的重要原料之一，從鋰離子二次電池正極（LiCo02）廢料--鋁鈷膜中回收鈷的工藝如圖所示：

回答下列問題：
（1）寫出工業(yè)上用Al2O3制取鋁的化學方程式
 

（2）工藝圖中加入氫氧化鈉凈化的目的是
 

（3）為使鈷浸出．需將LiCo02的結構破壞，選擇在硫酸和雙氧水體系中進行浸出，請寫出浸出的化學方程式
 

（4）鋰可由電解制得，以石墨為陽極，低碳鋼為陰極，電解液為熔融的LiCI和KCI的混合液，電解槽壓為6.0-6.5V，這樣可得到純度為99%的鋰．
①在電解液中加人KCl的原因
 

②陰極產物與鎂的性質相似，在常溫下與氮氣反應，請寫出其與氮氣反應的生成物與水的反應方程式
 
．
③已知陰極產物在500℃與氫氣能反應生成氫化物，請寫出該氫化物的電子式
 

（5）已知鈷與鐵的性質相似，請寫出四氧化三鈷與氫碘酸反應的離子方程式
 
．
考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用
專題：實驗設計題
分析：鋁鈷膜廢料的成分為LiCo02和鋁箔，將廢料先用堿液浸泡，將Al充分溶解，過濾后得到的濾液為含有偏鋁酸鈉，濾渣為LiCo02；通過調節(jié)濾液的pH，將偏鋁酸鈉轉化成氫氧化鋁沉淀，通過加熱得到氧化鋁，再通過電解熔融氧化鋁獲得金屬Al；將濾渣用雙氧水、硫酸處理后生成Li2SO4、CoSO4，溶液中含有雜質鋁離子，然后加入氫氧化鈉溶液調節(jié)溶液pH，生成氫氧化鋁沉淀從而除去鋁離子，最后對濾液用草酸銨洗滌處理，經過一系列處理得到碳酸鋰和金屬Co，
（1）工業(yè)上通過電解熔融氧化鋁的方法獲得金屬鋁，據此寫出化學方程式；
（2）用氫氧化鈉溶液調節(jié)溶液的pH在5.0左右，可以將鋁離子轉化成氫氧化鋁沉淀而除去；
（3）根據所加入的反應物以及生成物結合質量守恒定律來書寫化學方程式；
（4）①電解熔融氯化鋰獲得鋰時，加入氯化鉀可以增強電解液的導電性；
②電解熔融氯化鋰過程中，陰極得到的是金屬鋰，鋰與氮氣反應生成氮化鋰，氮化鋰與水反應生成氨氣和氫氧化鋰；
③鋰與氫氣反應生成離子化合物氫化鋰，根據電子式的書寫方法解答；
（5）鈷與鐵的性質相似，四氧化三鈷與四氧化三鐵性質相似，類比四氧化三鐵與氫碘酸的反應寫出四氧化三鈷與氫碘酸反應的離子方程式．
解答： 解：鋁鈷膜廢料的成分為LiCo02和鋁箔，將廢料先用堿液浸泡，將Al充分溶解，過濾后得到的濾液為含有偏鋁酸鈉，濾渣為LiCo02；通過調節(jié)濾液的pH，將偏鋁酸鈉轉化成氫氧化鋁沉淀，通過加熱得到氧化鋁，再通過電解熔融氧化鋁獲得金屬Al；將濾渣用雙氧水、硫酸處理后生成Li2SO4、CoSO4，溶液中含有雜質鋁離子，然后加入氫氧化鈉溶液調節(jié)溶液pH，生成氫氧化鋁沉淀從而除去鋁離子，最后對濾液用草酸銨洗滌處理，經過一系列處理得到碳酸鋰和金屬Co，
（1）電解熔融氧化鋁可以獲得金屬鋁和氧氣，反應的化學方程式為：2Al2O3
 電解 
.
 
4Al+3O2↑，
故答案為：2Al2O3
 電解 
.
 
4Al+3O2↑；
（2）濾渣用硫酸和雙氧水處理后Co元素全部留在濾液中，且濾液中含有雜質鋁離子，用氫氧化鈉溶液調節(jié)pH，可以將雜質鋁離子除掉，
故答案為：除去雜質離子（Al3+）；
（3）酸浸時反應物有硫酸、過氧化氫以及LiCoO2，生成物有Li2SO4和CoSO4，反應的化學方程式為：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，
故答案為：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O；
（4）①電解液中加入氯化鉀后，可以大大提高電解液的導電性，增強電解效果，
故答案為：增強電解液的導電性；
②電解熔融LiCl過程中，陰極得到的是金屬Li，鋰與氮氣反應生成Li3N，氮化鋰與水反應會生成氨氣和氫氧化鋰，反應的化學方程式為：Li3N+3H2O=NH3↑+3LiOH，
故答案為：Li3N+3H2O=NH3↑+3LiOH；  
③電解熔融LiCl過程中，陰極得到的是金屬Li，鋰與氫氣在一定條件下反應生成氫化鋰，氫化鋰為離子化合物，其電子式為：Li+[：H]-，
故答案為：Li+[：H]-；
（5）已知鈷與鐵的性質相似，則四氧化三鈷與四氧化三鐵的化學性質相似，四氧化三鐵與碘化氫反應的離子方程式為：2I-+Fe3O4+8H+=3Fe2++4H2O+I2，則四氧化三鈷與氫碘酸反應的離子方程式：Co3O4+8H++2I-=3Co2++I2+4H2O，
故答案為：Co3O4+8H++2I-=3Co2++I2+4H2O．
點評：本題為生產流程題，涉及金屬的回收、環(huán)境保護、氧化還原反應、物質的分離提純和除雜等問題，題目較為綜合，做題時注意仔細審題，從題目中獲取關鍵信息．本題難度中等．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

在溫度t1和t2下，X2（g）和H2反應生成HX的平衡常數如下表：
化學方程式K（t1）K（t2）
F2+H2?2HF1.8×10361.9×1032
Cl2+H2?2HCl9.7×10124.2×1011
Br2+H2?2HBr5.6×1079.3×106
I2+H2?2HI4334
（1）已知t2＞t1，HX的生成反應是
 
反應（填“吸熱”或“放熱”）．
（2）僅依據K的變化，可以推斷出：隨著鹵素原子核電荷數的增加，
 
（選填字母）．
a．在相同條件下，平衡時X2的轉化率逐漸降低
b．X2與H2反應的劇烈程度逐漸減弱
c．HX的還原性逐漸減弱
d．HX的穩(wěn)定性逐漸減弱．

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科目：高中化學 來源： 題型：

下列敘述錯誤的是（　�。�
A、葡萄糖注射液不能產生丁達爾效應，不屬于膠體
B、可用蘸濃鹽酸的棉棒檢驗輸送氨氣的管道是平否漏氣
C、明礬和漂白粉常用于自來水的凈化和殺菌流消毒，兩者原理相同
D、化學變化中一定有能量變化，而有能量變化過程不一定發(fā)生化學反應

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科目：高中化學 來源： 題型：

下列物質的反應過程符合如圖所示關系的是（　�。�
A、向CaCl2溶液中通入CO2至過量
B、向澄清石灰水中通入CO2至過量
C、向Na2SiO3溶液中通入CO2至過量
D、AlCl3溶液滴加NaOH溶液至過量

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科目：高中化學 來源： 題型：

鋰離子電池回收具有重要意義．重點回收的是正極材料，其主要成分為鈷酸鋰（LiCoO2）、導電乙炔黑（一種炭黑）、鋁箔以及有機黏結劑．某回收工藝流程如下：

（1）上述工藝回收到的產物有
 
；
（2）堿浸時主要反應的離子方程式為
 
；
（3）酸浸時反應的化學方程式為
 
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

已知：H+（aq）+OH- （aq）=H2O（l）△H=-57.3kJ?mol-1，分別向1L0.5moL．L-1的KOH溶液中加入：①稀醋酸�、跐饬蛩帷、巯∠跛�，恰好完全反應的中和熱分別為△H1、△H2、△H3，他們的關系正確的是（　　）
A、△H1＞△H3＞△H2=-57.3 kJ?mol-1
B、△H2＜△H1=-57.3 kJ?mol-1＜△H3
C、△H1＞△H3=-57.3 kJ?mol-1＞△H2
D、△H1＜△H3=-57.3 kJ?mol-1＜△H2

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科目：高中化學 來源： 題型：

A、B、C、D四種短周期元素，原子序數依次增大，A原子的最外層上有4個電子，B的陰離子和C的陽離子具有相同的電子層結構，兩元素的單質反應，生成一種淡黃色的固體甲，D的L層電子數等于K、M兩個電子層上的電子數之和．
（1）寫出下列元素的化學式：A
 
，B
 
，C
 
，D
 
；
（2）D的質子數和中子數相等，D的原子組層符號為
 
，它的最高價為
 
價，它的電子排布圖是
 
．
（3）AD2的空間構型是
 
，寫出C2B2的電子式
 
； 
（4）氫元素與B、D均可以形成原子個數比為2：1的化合物，H2B的熔沸點高于H2D的原因是
 
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

下列有關物質的性質和該性質的應用均正確的是（　�。�
A、氧化鎂、氧化鋁的熔點都很高，都可用作耐高溫材料
B、二氧化硅不與任何酸反應，可用石英制造耐酸容器
C、品紅溶液通入二氧化硫，品紅褪色，再加熱不恢復紅色
D、鋅的金屬活潑性比鐵強，可在海輪外殼上裝若干鋅塊以減緩其腐蝕

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科目：高中化學 來源： 題型：

下列物質中：①氯化鈉   ②干冰   ③鹽酸   ④銅   ⑤硫酸鋇    ⑥蔗糖     ⑦氨氣  ⑧熔融的硝酸鉀    ⑨食鹽水
（1）能導電的是（填編號，下同）
 
；
（2）屬于電解質的是
 
；
（3）屬于非電解質的是
 
．
（4）配平下列方程式：（計量數為1必須填入下面空格中）
 
 K2Cr2O7+
 
 HCl═
 
KCl+
 
 CrCl3+
 
 Cl2↑+
 
 H2O．

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