Question

19．①As₂S₃和HNO₃反應如下：As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O，將該反應設計成原電池，則NO₂應該在正極（填“正極”或“負極”）附近逸出，該極的電極反應式為NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O．
②利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料．
LiOH可由電解法制備，鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得．
利用如圖1裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液．B極區(qū)電解液為LiOH溶液（填化學式），陽極電極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，電解過程中Li⁺向B電極遷移（填“A”或“B”）．
③利用鈷渣[含Co（OH）₃、Fe（OH）₃等]制備鈷氧化物的工藝流程如圖2：

Co（OH）₃溶解還原反應的離子方程式為2Co（OH）₃+4H⁺+SO₃^2-=2Co²⁺+SO₄^2-+5H₂O．

Answer 1

分析 ①根據(jù)氧化還原反應中生成的H₃AsO₄的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子數(shù)的關系來計算，利用原電池中正極發(fā)生還原反應，則某元素的化合價降低來解答；
②電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液，由圖可知，右側生成氫氣，則B中氫離子放電，可知B為陰極，在B中制備LiOH，Li⁺由A經(jīng)過陽離子交換膜向B移動；A中為LiCl溶液，氯離子放電生成氯氣；
③Co（OH）₃溶解還原反應為Co（OH）₃、H⁺、SO₃^2-的氧化還原反應．

解答 解：①原電池中正極發(fā)生還原反應，則某元素的化合價降低，由反應可知N元素的化合價由+5降低到+4，則NO₂屬于還原產(chǎn)物，在正極生成，即NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O，故答案為：正極；NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O；
②電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液，由圖可知，右側生成氫氣，則B中氫離子放電，可知B為陰極，在B中制備LiOH，B極區(qū)電解液為LiOH溶液；Li⁺由A經(jīng)過陽離子交換膜向B移動；A中為LiCl溶液，氯離子放電生成氯氣，則陽極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案為：LiOH；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；B；
③由制備流程可知，加硫酸溶解后為鐵離子，再與亞硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應生成亞鐵離子，在浸液中通入氧氣時亞鐵離子被氧化為鐵離子，可知鐵渣中鐵元素的化合價為+3價，煅燒CoC₂O₄生成鈷氧化物和CO₂，Co（OH）₃溶解還原反應為Co（OH）₃、H⁺、SO₃^2-的氧化還原反應，其離子反應為2Co（OH）₃+4H⁺+SO₃^2-=2Co²⁺+SO₄^2-+5H₂O；
故答案為：2Co（OH）₃+4H⁺+SO₃^2-=2Co²⁺+SO₄^2-+5H₂O．

點評 本題側重電化學、物質(zhì)制備及混合物分離提純的考查，把握原電池原理及制備流程中的反應為解答的關鍵．