锂离子电池已被人们广泛使用，对其高效回收利用具有重要意义。某锂离子电池正极是涂覆在铝箔上的活性物质LiCoO2．利用该种废旧锂离子电池正极材料制备Co3O4的工艺流程如图1：
已知：①CoC2O4•2H2O微溶于水，它的溶解度随温度升高而逐渐增大，且能与过量的C2O42-离子生成Co（C2O4）n2（n-1）-而溶解。
②浸出液A含有大量Co2+、Li+及少量Fe3+、Al3+、Cu2+金属离子。
（1）在过程①中，用NaOH溶液溶解铝箔时离子反应方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。
（2）在过程②中，难溶于水的LiCoO2转化为Co2+的离子反应方程式为2LiCoO2+H2O2+6H+=2Co2++2Li++O2↑+4H2O2LiCoO2+H2O2+6H+=2Co2++2Li++O2↑+4H2O。
此过程中也可用浓盐酸代替H2SO4和H2O2的混合溶液，但缺点是：除了浓盐酸具有挥发性，利用率降低以外，更为主要的是盐酸可被LiCoO2氧化为氯气污染环境盐酸可被LiCoO2氧化为氯气污染环境。
（3）在过程③中，将浸出液A适当稀释加入碱后，不同pH下金属离子的去除效果如图2所示。该过程加碱调节pH在5.5～6.0的理由是pH在5.5～6.0沉淀Fe3+、Al3+、Cu2+金属离子几乎被完全沉淀而Co2+离子损失率较小pH在5.5～6.0沉淀Fe3+、Al3+、Cu2+金属离子几乎被完全沉淀而Co2+离子损失率较小。
（4）在过程④中，（NH4）2C2O4的加入量（图a）、沉淀反应的温度（图b）与钴的沉淀率关系如图3所示：
①用化学用语和适当的文字说明：随n（C2O42-）：n（Co2+）比值的增加，钴的沉淀率先逐渐增大后又逐渐减小的原因溶液中存在化学平衡：C2O42-（aq）+Co2+（aq）+2H2O（l）⇌CoC2O4•2H2O（s），c（C2O42-）增大，化学平衡正向进行有利于晶体析出，当达到n（C2O42-）：n（Co2+）=1.15以后，随草酸根离子增多，会发生副反应CoC2O4•2H2O+（n-1）C2O42-=Co（C2O42-）n2（n-1）-，使晶体部分溶解溶液中存在化学平衡：C2O42-（aq）+Co2+（aq）+2H2O（l）⇌CoC2O4•2H2O（s），c（C2O42-）增大，化学平衡正向进行有利于晶体析出，当达到n（C2O42-）：n（Co2+）=1.15以后，随草酸根离子增多，会发生副反应CoC2O4•2H2O+（n-1）C2O42-=Co（C2O42-）n2（n-1）-，使晶体部分溶解。
②沉淀反应时间为10min,温度在40～50℃以下时，随温度升高而钴的沉淀率升高的可能原因是升高温度，加快反应速率升高温度，加快反应速率。
（5）在过程⑤中，在空气中加热到290～320℃，CoC2O4•2H2O转化为Co3O4的化学反应方程式为3CoC2O4•2H2O+2O2 290℃-320℃ Co3O4+6CO2↑+6H2O3CoC2O4•2H2O+2O2 290℃-320℃ Co3O4+6CO2↑+6H2O。
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320
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【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用．
【答案】2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；2LiCoO2+H2O2+6H+=2Co2++2Li++O2↑+4H2O；盐酸可被LiCoO2氧化为氯气污染环境；pH在5.5～6.0沉淀Fe3+、Al3+、Cu2+金属离子几乎被完全沉淀而Co2+离子损失率较小；溶液中存在化学平衡：C2O42-（aq）+Co2+（aq）+2H2O（l）⇌CoC2O4•2H2O（s），c（C2O42-）增大，化学平衡正向进行有利于晶体析出，当达到n（C2O42-）：n（Co2+）=1.15以后，随草酸根离子增多，会发生副反应CoC2O4•2H2O+（n-1）C2O42-=Co（C2O42-）n2（n-1）-，使晶体部分溶解；升高温度，加快反应速率；3CoC2O4•2H2O+2O2 Co3O4+6CO2↑+6H2O
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【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：148引用：2难度：0.3
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（2）若在空气中“酸浸”时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是：（用离子方程式表示）．
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（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.1
