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LiCoO₂（鈷酸鋰）是鋰離子電池的正極材料。以某海水為原料制備鈷酸鋰的一種流程如圖。
已知如下信息：
①該海水中含濃度較大的LiCl,含少量MgCl₂、CaCl₂、MnCl₂等。
②碳酸鋰的溶解度與溫度關(guān)系如圖所示。

③常溫下，幾種難溶物質(zhì)的溶度積數(shù)據(jù)如表：

物質(zhì) Li₂CO₃ MgCO₃ CaCO₃ MnCO₃ Mg（OH）₂

K_sp 2.5×10^-2 6.8×10^-6 2.8×10^-9 2.3×10^-11 6.0×10^-10

請回答下列問題：
（1）LiCoO₂中鈷的化合價為
+3
+3
，濾渣1主要成分有MgCO₃、Mg（OH）₂、CaCO₃和
MnCO₃
MnCO₃
（填化學(xué)式）。
（2）調(diào)pH=5的目的是
除去過量的Na₂CO₃，避免蒸發(fā)濃縮時析出Li₂CO₃
除去過量的Na₂CO₃，避免蒸發(fā)濃縮時析出Li₂CO₃
。
（3）“沉鋰”包括過濾、洗滌等，宜用
熱水
熱水
（填“熱水”或“冷水”）洗滌Li₂CO₃。加入純堿的量與鋰回收率的關(guān)系如表所示。

序號 n（Na₂CO₃）/n（LiCl）沉淀質(zhì)量/g 碳酸鋰含量/% 鋰回收率/%

① 0.9：1 10.09 92.36 77.67

② 1.0：1 10.97 90.19 82.46

③ 1.1：1 11.45 89.37 85.27

④ 1.2：1 12.14 84.82 85.45

從生產(chǎn)成本考慮，宜選擇
③
③
（填序號）方案投料。
（4）“合成”中采用高溫條件，放出一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體。寫出“合成”發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
2Li₂CO₃+4CoCO₃+O₂

高溫

4LiCoO₂+6CO₂
2Li₂CO₃+4CoCO₃+O₂

高溫

4LiCoO₂+6CO₂
。
（5）若以甲烷燃料電池（稀H₂SO₄作電解質(zhì)溶液）為電源給鋰離子電池充電，則甲烷燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為
CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺
CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺
。

【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用．

【答案】+3；MnCO₃；除去過量的Na₂CO₃，避免蒸發(fā)濃縮時析出Li₂CO₃；熱水；③；2Li₂CO₃+4CoCO₃+O₂

高溫

4LiCoO₂+6CO₂；CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/11/5 8:0:2組卷：7引用：1難度：0.6

相似題

1．碘酸鉀作為食鹽-碘添加劑，而碘化鉀則是化工生產(chǎn)中一種重要原料．還原法生產(chǎn)碘化鉀是由碘與氫氧化鉀反應(yīng)生成碘酸鉀后，用甲酸還原而得，其主要流程如圖
請回答下列問題：

（1）判斷“合成”過程中，碘是否已完全反應(yīng)的方法是

．
（2）實驗室中，過濾操作要求“一貼二低三靠”，其中“三靠”是指盛有被過濾液體的燒杯注液口緊靠玻璃棒、

、

．
操作a 包括“蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶”是依據(jù)KI具有何種性質(zhì)：

．
（3）寫出“合成”過程中，HCOOH參與的離子反應(yīng)方程式：

．
（4）測定產(chǎn)品中KI含量的方法是：
a.稱取3.340g樣品、溶解，在250mL容量瓶中定容；
b.量取25.00mL溶液于錐形瓶中，加入足量KIO₃，用少量稀硫酸酸化所，使KIO₃與KI反應(yīng)完全；
c.以淀粉為指示劑，用0.2400mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗溶液體積平均值為10.00mL．
已知：IO₃^-+I^-+H⁺→I₂+H₂O（未配平），I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-．
①測定過程所需儀器在使用前必須檢查是否漏液的有

．
②該樣品中KI的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

．（保留3位有效數(shù)字）
（5）有學(xué)生選用家庭廚房中的有關(guān)調(diào)料（如黃酒、白醋、醬油、味精等），用簡便方法來檢測是否是加碘食鹽．通過實踐，發(fā)現(xiàn)廠商只要在食鹽包裝的封口處夾一條碘化鉀淀粉試紙，并在袋上注明使用方法就能鑒別真?zhèn)危F(xiàn)請你寫出檢測使用說明書．
發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：56引用：1難度：0.1
解析
2．實驗小組的同學(xué)對一粗鹽樣品進(jìn)行初步提純．所用實驗儀器或用品如下：

（1）指出下列標(biāo)號儀器的名稱
B．

，C

，D

，F(xiàn)

，G

，H

．
（2）提純的步驟是：溶解、過濾、

．
（3）“過濾”操作的要點(diǎn)可概括為“一貼、二低、三靠”，其中“二低”的含義是

．
發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：6引用：3難度：0.5
解析
3．四氧化三鈷（Co₃O₄）為典型半導(dǎo)體，具有成本低、來源廣、穩(wěn)定性好和催化活性高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于超級電容器、鋰離子電池、催化劑、氣體傳感器、壓敏陶瓷、磁性材料和顏料等領(lǐng)域。從工業(yè)鈷渣（含Co₂O₃、Fe₂O₃等）中提取Co₃O₄的工藝流程如圖所示。

回答下列問題：
（1）在“溶解還原”時，需要將鈷渣粉碎的目的是

。已知Co₃O₄與Fe₃O₄相似，則其中鈷的化合價為

價。
（2）請寫出“溶解還原”過程中Co₂O₃轉(zhuǎn)化為Co²⁺的離子方程式：

。
（3）已知：“沉鈷”時用到（NH₄）₂C₂O₄溶液。（NH₄）₂C₂O₄溶液中，
NH
+
4
、C₂
O
2
-
4
、HC₂
O
-
4
三種離子濃度由大到小的順序為

。
（4）10g鈷渣經(jīng)上述過程后得到agCoC₂O₄固體，然后在坩堝中加熱“煅燒”至恒重后的剩余固體的質(zhì)量為bg。
①寫出CoC₂O₄固體在空氣中“煅燒”反應(yīng)的化學(xué)方程式：

。
②若從鈷渣到CoC₂O₄（其中有95%的鈷元素來源于鈷渣）過程中，鈷元素的利用率為80%，且a-b=6，則agCoC₂O₄固體的物質(zhì)的量為

mol,鈷渣中鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

（保留三位有效數(shù)字）。
發(fā)布：2024/11/5 8:0:2組卷：5引用：3難度：0.5
解析

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物質(zhì)	Li₂CO₃	MgCO₃	CaCO₃	MnCO₃	Mg（OH）₂
K_sp	2.5×10^-2	6.8×10^-6	2.8×10^-9	2.3×10^-11	6.0×10^-10

序號	n（Na₂CO₃）/n（LiCl）	沉淀質(zhì)量/g	碳酸鋰含量/%	鋰回收率/%
①	0.9：1	10.09	92.36	77.67
②	1.0：1	10.97	90.19	82.46
③	1.1：1	11.45	89.37	85.27
④	1.2：1	12.14	84.82	85.45