钴周期表第四周期第ⅥⅡ族元素，其化合价用途广泛，如：LiCoO2做锂电池的正极材料，草酸钴可用于指示剂和催化剂制备．Ⅰ（1）LiCoO2中钴元素的化合价为．（2）工业上将废锂电池的正

Question

钴周期表第四周期第ⅥⅡ族元素，其化合价用途广泛，如：LiCoO₂做锂电池的正极材料，草酸钴可用于指示剂和催化剂制备．
Ⅰ（1）LiCoO₂中钴元素的化合价为___．
（2）工业上将废锂电池的正极材料与过氧化氢溶液、稀硫酸混合加热，可得到CoSO₄回收，反应的化学方程式为___可用盐酸代替H₂SO₄和H₂O₂的混合液，但缺点是___．
Ⅱ利用一种含钴矿石[主要成分为Co₂O₃，含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO、MgO、CaO等]制取CoC₂O₄•2H₂O工艺流程如下：

已知：已知：①浸出液含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Co（OH）2	Al（OH）3	Mn（OH）2
完全沉淀的pH	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

（3）浸出过程中加入NaClO₃的目的是___．
（4）请用平衡移动原理说明加Na₂CO₃调PH至5.2生成沉淀的原因___．
（5）滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是___．
（6）“除钙、镁”是将溶液中Ca²⁺与Mg²⁺转化为MgF₂、CaF₂沉淀．已知某温度下，K_sp（MgF₂）=7.35×10^-11，K_sp（CaF₂）=1.05×10^-10．当加入过量NaF后，所得滤液c（Mg²⁺）/c（Ca²⁺）=___．

Answer 1

Ⅰ．（1）钴酸锂（LiCoO₂）中Li为+1价，O为-2价，则钴元素的化合价为+3，
故答案为：+3；
（2）酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO₂，生成物有Li₂SO₄和CoSO₄，Co元素化合价降低，则过氧化氢被氧化为氧气，同时生成水，反应方程式为：2LiCoO₂+H₂O₂+3H₂SO₄=Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂+4H₂O，因为盐酸也具有强酸性和还原性，理论上可以代替H₂SO₄和H₂O₂，但上述反应可知LiCoO₂具有强氧化性，加入盐酸有污染性气体氯气生成，
故答案为：2LiCoO₂+H₂O₂+3H₂SO₄=Li₂SO₄+2CoSO₄+O₂+4H₂O；生成的氯气造成污染，且盐酸易挥发，浪费很大；
Ⅱ．（3）要使Fe²⁺沉淀的pH=9.6，Co²⁺沉淀的pH=9.2，如直接除掉Fe²⁺，溶液中的Co²⁺也沉淀下来，Fe³⁺沉淀的pH=3.7，所以加NaClO₃将浸出液中Fe²⁺氧化为Fe³⁺，利于从混合液中除去，
故答案为：将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，利于从混合液中除去；
（4）加Na₂CO₃调PH=5.2能使Fe³⁺、Al³⁺ 离子转化成氢氧化物沉淀，原因是：因Fe³⁺和Al³⁺（用M³⁺代替）在水溶液中存在平衡M³⁺+H₂O⇌M（OH）₃+3H⁺，加入碳酸钠后CO₃^2-与H⁺结合生成难电离的HCO₃^-，使水解平衡右移而产生沉淀，
故答案为：因Fe³⁺和Al³⁺（用M³⁺代替）在水溶液中存在平衡M³⁺+H₂O⇌M（OH）₃+3H⁺，加入碳酸钠后CO₃^2-与H⁺结合生成难电离的HCO₃^-，使水解平衡右移而产生沉淀；
（5）由工艺流程可知溶液中的锰离子还未除去，最终得到草酸钴，说明滤液中加入萃取剂的作用是除去锰离子；
故答案为：除去Mn²⁺；
（6）由溶度积可知，滤液Ⅰ“除钙、镁”是将溶液中Ca²⁺与Mg²⁺转化为CaF₂、MgF₂沉淀，根据溶度积可知c（Mg²⁺）：c（Ca²⁺）=(Ksp(MgF2))/(Ksp(CaF2))=(7.35×10-11)/(1.05×10-10)=0.7，
故答案为：0.7．