钴\(\rm{(Co)}\)及其化合物在工业上有广泛应用。为从某工业废料中回收钴,某学生设计流程如下\(\rm{(}\)废料中含有\(\rm{Al}\)、\(\rm{Li}\)、\(\rm{Co_{2}O_{3}}\)和\(\rm{Fe_{2}O_{3}}\)等物质\(\rm{)}\)。
已知:
\(\rm{①}\)物质溶解性:\(\rm{LiF}\)难溶于水,\(\rm{Li_{2}CO_{3}}\)微溶于水;
\(\rm{②Co_{2}O_{3}}\)有强氧化性,能将盐酸氧化;
\(\rm{}\)部分金属离子形成氢氧化物沉淀的\(\rm{pH}\)见下表。
| \(\rm{Fe^{3+}}\) | \(\rm{Co^{2+}}\) | \(\rm{Co^{3+}}\) | \(\rm{Al^{3+}}\) |
\(\rm{pH(}\)开始沉淀\(\rm{)}\) | \(\rm{1.9}\) | \(\rm{7.15}\) | \(\rm{-0.23}\) | \(\rm{3.4}\) |
\(\rm{pH(}\)完全沉淀\(\rm{)}\) | \(\rm{3.2}\) | \(\rm{9.15}\) | \(\rm{1.09}\) | \(\rm{4.7}\) |
请回答:
\(\rm{(1)}\)写出步骤Ⅱ中盐酸的作用 。
\(\rm{(2)}\)步骤Ⅲ中\(\rm{Na_{2}CO_{3}}\)溶液的作用是调节溶液的\(\rm{pH}\),应使溶液的\(\rm{pH}\)范围为________;废渣中的主要成分除了\(\rm{LiF}\)外,还有________________。
\(\rm{(3)}\)特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂电池,其电池反应式:\(\rm{L{i}_{x}{C}_{6}+L{i}_{1-x}Co{O}_{2} \underset{放电}{\overset{充电}{⇌}}{C}_{6}+LiCo{O}_{2}}\)试写出其充电时阳极的电极反应式为: 。
\(\rm{(4)}\)在空气中加热\(\rm{5.49 g}\)草酸钴晶体\(\rm{(CoC_{2}O_{4}·2H_{2}O)}\)样品,受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如下表。已知:\(\rm{M}\)\(\rm{(CoC_{2}O_{4}·2H_{2}O)=183 g·mol^{-1}}\)。
温度范围\(\rm{/℃}\) | 固体质量\(\rm{/g}\) |
\(\rm{150~210}\) | \(\rm{4.41}\) |
\(\rm{290~320}\) | \(\rm{2.41}\) |
\(\rm{890~920}\) | \(\rm{2.25}\) |
经测定,\(\rm{290~320℃}\)过程中产生的气体只有\(\rm{CO_{2}}\),此过程发生反应的化学方程式是__________________________________。温度高于\(\rm{890℃}\)时,固体产物发生分解反应,固体产物为 。