以廢鋰電池正極材料（主要成分為LiCoO2和Al,含少量C、Fe單質）為原料可制備Co3O4。已知：Co元素的常見化合價為+2、+3，鈷酸鋰（LiCoO2）不溶于水．
步驟Ⅰ：取一定量的廢鋰電池，加入適量的稀硫酸和30%的H2O2溶液，待固體充分溶解，過濾。
步驟Ⅱ：向濾液中滴加NaOH溶液，調節(jié)pH進行除雜，過濾。
步驟Ⅲ：向步驟Ⅱ的濾液中加入NaHCO3溶液，水浴加熱至50℃左右，反應生成CoCO3沉淀。
步驟Ⅳ：在純氧中加熱分解CoCO3得到Co3O4。
回答下列問題：
（1）步驟Ⅰ為加快溶解速率，可采取的措施有 加熱加熱、粉碎固體粉碎固體（任寫兩條）。
（2）步驟Ⅰ中LiCoO2在H2SO4和H2O2作用下轉化為可溶性硫酸鹽Li2SO4和CoSO4，該轉化中體現(xiàn)了H2O2的 還原還原性。
（3）已知步驟Ⅱ中Fe元素以Fe3+形式存在于濾液中。若溶液中c（Co2+）=0.2mol?L-1，欲使溶液中Fe3+，Al3+的濃度均小于1×10-6mol?L-1，需控制的pH范圍為 5＜pH＜75＜pH＜7。（已知：室溫下，Ksp[Al（OH）3]=1×10-33，Ksp[Fe（OH）3]=3×10-39，Ksp[Co（OH）2]=2×10-15。）
（4）寫出步驟Ⅲ反應的離子方程式 Co2++2HCO-3 50℃ 2CoCO3↓+CO2↑+H2OCo2++2HCO-3 50℃ 2CoCO3↓+CO2↑+H2O。
（5）步驟Ⅳ加熱升溫過程中測得固體的質量變化如圖所示。加熱分解CoCO3制備Co3O4需要控制的溫度范圍為 300～600℃300～600℃。（已知Mr（CoCO3）=119，Mr（CoO）=75，Mr（Co3CO4）=241，Mr（Co2CO3）=166）
HCO
-
3
50
℃
HCO
-
3
50
℃
【考點】制備實驗方案的設計．
【答案】加熱；粉碎固體；還原；5＜pH＜7；Co2++2 2CoCO3↓+CO2↑+H2O；300～600℃
HCO
-
3
50
℃
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：12引用：1難度：0.5
相似題
-
1．某同學查閱資料得知，無水三氯化鋁能催化乙醇制備乙烯，為探究適宜的反應溫度，設計如圖反應裝置：
?
檢驗裝置氣密性后，在圓底燒瓶中加入5g無水三氯化鋁，加熱至100℃，通過A加入10mL無水乙醇，觀察并記錄C中溶液褪色的時間。重復上述實驗，分別觀察并記錄在110℃、120℃、130℃、140℃時C中溶液褪色的時間，實驗結果如圖所示。完成下列填空：
（1）儀器B的名稱是；該實驗所采用的加熱方式優(yōu)點是，液體X可能是（選填編號）。
a.水
b.酒精
c.油
d.乙酸
（2）根據(jù)實驗結果，判斷適宜的反應溫度為。
（3）在140℃進行實驗，長時間反應未觀察到C中溶液褪色，可能的原因是。
（4）在120℃進行實驗，若將B改為裝有濃硫酸的洗氣瓶，長時間反應未觀察到C中溶液褪色，可能的原因是。
（5）教材中用乙醇和濃硫酸在170℃時制備乙烯。和教材實驗相比，用三氯化鋁做催化劑制備乙烯的優(yōu)點有、（列舉兩點）。
工業(yè)無水氯化鋁含量測定的主要原理是：Ag++Cl-=AgCl↓。將1.400g工業(yè)無水氯化鋁樣品溶解后配成500mL溶液，量取25.00mL置于錐形瓶中，用濃度為0.1000mol?L-1的AgNO3標準溶液進行滴定，達到終點時消耗標準液15.30mL。
（6）該樣品中AlCl3的質量分數(shù)為（保留3位有效數(shù)字）。
（7）某次測定結果誤差為-2.1%，可能會造成此結果的原因是（選填編號）。
a.稱量樣品時少量吸水潮解
b.配制AlCl3溶液時未洗滌燒杯
c.滴定管水洗后未用AgNO3標準溶液潤洗
d.樣品中含有少量Al（NO3）3雜質發(fā)布：2024/12/30 16:0:2組卷：25引用：3難度：0.5 -
2．實驗室制備硝基苯的方法是將苯與濃硫酸和濃硝酸的混合液加熱到55～60℃反應，已知苯與硝基苯的基本物理性質如下表所示：
（1）要配制濃硫酸和濃硝酸的混合酸的注意事項是熔點 沸點 狀態(tài) 苯 5.51℃ 80.1 液體 硝基苯 5.7℃ 210.9℃ 液體 ．
（2）分離硝基苯和水的混合物的方法是；分離硝基苯和苯的方法是．
（3）實驗室制取少量硝基苯：
①實驗時應選擇（填“圖A”或“圖B”）裝置；另一裝置，存在的2個缺陷是、．
②用水浴加熱的優(yōu)點是．發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：49引用：2難度：0.5 -
3．已知：①、連二亞硫酸鈉（Na2S2O4）是一種白色粉末，易溶于水，難溶于乙醇．②4HCl+2Na2S2O4═4NaCl+S↓+3SO2↑+2H2O某小組進行如下實驗：
I．制備：75℃時，將甲酸鈉和純堿加入乙醇水溶液溶解后，再加入裝置 C 中，然后通入 SO2進行反應，其反應方程式為：2HCOONa+Na2CO3+4SO2═2Na2S2O4+3CO2+H2O．
分析并回答下列問題：
（1）裝置（圖）A中滴加濃硫酸的儀器名稱是，A 中反應的化學方程式為；冷卻至 40～50℃，過濾，用洗滌，干燥制得 Na2S2O4．
（2）C 中多孔球泡的作用是
（3）裝置 D的作用是檢驗裝置 C中 SO2的吸收效率，D中的試劑可以是
a.酚酞溶液 b.氫氧化鈉溶液 c.品紅溶液 d.酸性KMnO4溶液
（4）裝置E的作用
II．Na2S2O4 的性質】
取純凈的 Na2S2O4晶體，配成溶液，進行下列性質探究實驗，完成表的空格（供選擇的試劑：淀粉-KI 溶液、紫色石蕊試液、稀硝酸、BaCl2 溶液）
III．【測定 Na2S2O4 的純度】假設 操作 現(xiàn)象 原理 Na2S2O4 為強 堿弱酸鹽，其溶 液為堿性． 取少量溶液于試管中，
滴加溶液變 成藍色 S2O42-水解，使溶液成堿性 Na2S2O4 中 S為+3 價，具有較強 的還原性． 取少量溶液于試管中，
滴加過量新制氯水，再 滴加 BaCl2 溶有白色沉淀生 成 該反應的離子方程式為：
取 8.00g制備的晶體溶解后，加入足量稀硫酸，充分反應后，過濾、洗滌、干燥．得固體 0.64g.則 Na2S2O4 的純度為[已知：M（Na2S2O4）=174.0]．發(fā)布：2024/12/31 8:0:1組卷：6引用：1難度：0.5
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