Question

【題目】工業上回收利用某合金廢料（主要含Fe、Cu、Co、Li等，己知Co、Fe均為中等活潑金屬)的工藝流程如圖所示：

問答下列問題：

(l)(NH4)2C2O4中C元素的化合價為________。

(2)合金廢料加入鹽酸浸取，該鹽酸不能換為硝酸，原因是____________。

殘渣M的主要成分是一種金屬單質，該金屬為_______________，

(3)“浸出液”中先后加入的兩種試劑涉及氨水、H2O2溶液，應先加入____________，加入氨水發生反應的離+方程式為____________________。

(4)溶液A中的金屬陽離子是_________，加入(NH4)2C2O4溶液的目的是__________ 。

(5)“操作1”的名稱是_________，草酸鈷高溫焙燒生成Co2O3，實驗室中高溫焙燒使用的儀器是_____(填字)。

a.蒸發皿 b.表面皿 c.燒杯 d.坩堝

(6)已知Li2CO3微溶于水，其飽和溶液的濃度與溫度關系見下表。“操作2”中，蒸發濃縮后必須趁熱過濾，其目的是_________________，90℃時Ksp（Li2CO3）的值為___________。

溫度/℃	10	30	60	90
濃度/mol·L-1	0.21	0.17	0.14	0.10

Answer 1

【答案】 +3 硝酸溶解金屬時會生成有毒氣體，且Cu也溶解在硝酸中 Cu H2O2 溶液 Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓ +3NH4+ Co2+、Li+ 使Co2+轉化為草酸鈷沉淀 過濾 d 減少Li2CO3的溶解損失 4.0×10-3

【解析】合金廢料（主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活潑金屬）加入鹽酸過濾得到金屬M為不與鹽酸反應的銅，浸出液中加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氨水調節溶液pH使鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，通過操作Ⅰ過濾得到溶液A中加入草酸銨溶液沉淀鈷離子，過濾得到溶液B主要是鋰離子的溶液，加入碳酸鈉沉淀鋰離子，過濾得到碳酸鋰；結晶析出CoC2O42H2O在足量空氣中煅燒得到氧化鈷，則

（1）根據化合價代數和為0可知(NH4)2C2O4中C的化合價為+3；（2）因為硝酸是強氧化性酸，溶解金屬時會生成有毒氣體，且Cu也溶解在硝酸中，所以鹽酸不能換為硝酸。根據以上分析判斷金屬M為Cu；（3）加入H2O2的作用是氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氨水的作用是調節溶液pH使Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀，離子方程式為：Fe3++3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓ +3NH4+；（4）根據以上分析，溶液A中的金屬陽離子是Co2+、Li+，加入(NH4)2C2O4溶液的目的是使Co2+轉化為草酸鈷沉淀；（5）根據以上分析，“操作l”的名稱是過濾，草酸鈷高溫焙燒生成Co2O3，實驗室中高溫焙燒使用的儀器是坩堝；（6）Li2CO3微溶于水，溶解度隨溫度升高而降低，為減少Li2CO3的溶解損失，蒸發濃縮后必須趁熱過濾，90℃時c（Li2CO3）的濃度為0.10mol/L，則c（Li+）=0.20mol/L，c（CO32-）=0.10mol/L，因此Ksp（Li2CO3）=0.202×0.10=4.0×10-3。