Question

【題目】一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料，生產中產生的廢料數量可觀，廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在；鈷以Co2O3CoO的形式存在，吸附在鋁箔的單面或雙面；鋰混雜于其中．從廢料中回收氧化鈷(CoO)的工藝流程如下：

(1)過程I中采用NaOH溶液溶出廢料中的Al，反應的離子方程式為 ．

(2)過程II中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出鈷．則浸出鈷的離子反應方程式為 (產物中只有一種酸根)．請從反應原理分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因 ．

(3)碳酸鈉溶液在過程III和IV中所起作用有所不同，請分別用離子方程式表示在過程III、IV中起的作用： ．

Answer 1

【答案】2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑4Co2O3CoO+S2O32﹣+22H+=12Co2++2SO42﹣+11H2OCo2O3CoO可氧化鹽酸產生Cl2污染環境2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑ Co2++CO32﹣=CoCO3↓；

【解析】由題意知，廢料在堿溶時，其中大多數的鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，過濾，分離出偏鋁酸鈉溶液和鈷渣。鈷渣經稀H2SO4酸化、Na2S2O3將+3價Co還原得到了含Co2+的溶液，因為產物中只有一種酸根，所以S2O32-被氧化為SO42-。浸出液經后續處理，Al3+與CO32-雙水解轉化為氫氧化鋁沉淀，Li+轉化為碳酸鋰沉淀，將雜質元素鋁和鋰除去，得到含Co2+的濾液。濾液用30%碳酸鈉溶液調pH,得到CoCO3沉淀。該沉淀經煅燒得到了粗產品CoO。

(1). 過程I中采用NaOH溶液溶出廢料中的Al，反應的離子方程式為：2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑

(2). 過程II中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出鈷．則浸出鈷的離子反應方程式為： 4Co2O3CoO+S2O32﹣+22H+=12Co2++2SO42﹣+11H2O ，由此可知+3價Co具有很強的氧化性，所以如果用鹽酸酸化，Co2O3CoO可氧化鹽酸產生Cl2污染環境 。

(3). 碳酸鈉溶液在過程III和IV中因為濃度不同、控制的pH不同，所起作用也有所不同。過程III中是為了除去雜質離子，離子方程式為 2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑ ，過程IV是為了沉鈷，離子方程式為 Co2++CO32﹣=CoCO3↓。