Question

19．①As₂S₃和HNO₃反應(yīng)如下：As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O，將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則NO₂應(yīng)該在正極（填“正極”或“負(fù)極”）附近逸出，該極的電極反應(yīng)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(xué)式），陽極電極反應(yīng)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(yīng)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(yīng)中生成的H₃AsO₄的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子數(shù)的關(guān)系來計(jì)算，利用原電池中正極發(fā)生還原反應(yīng)，則某元素的化合價(jià)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(cè)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(dòng)；A中為LiCl溶液，氯離子放電生成氯氣；
③Co（OH）₃溶解還原反應(yīng)為Co（OH）₃、H⁺、SO₃^2-的氧化還原反應(yīng)．

解答 解：①原電池中正極發(fā)生還原反應(yīng)，則某元素的化合價(jià)降低，由反應(yīng)可知N元素的化合價(jià)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(cè)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(dòng)；A中為LiCl溶液，氯離子放電生成氯氣，則陽極反應(yīng)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(yīng)生成亞鐵離子，在浸液中通入氧氣時(shí)亞鐵離子被氧化為鐵離子，可知鐵渣中鐵元素的化合價(jià)為+3價(jià)，煅燒CoC₂O₄生成鈷氧化物和CO₂，Co（OH）₃溶解還原反應(yīng)為Co（OH）₃、H⁺、SO₃^2-的氧化還原反應(yīng)，其離子反應(yīng)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(diǎn)評 本題側(cè)重電化學(xué)、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(yīng)為解答的關(guān)鍵．