Question

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Co₂O₃·CoO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。則浸出鈷的化學反應方程式為（產物中只有一種酸根）                     。在實驗室模擬工業生產時，也可用鹽酸浸出鈷，但實際工業生產中不用鹽酸，請從反應原理分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因_______________。

（3）過程Ⅲ得到鋰鋁渣的主要成分是LiF和Al(OH)₃，碳酸鈉溶液在產生Al(OH)₃時起重要作用，請寫出該反應的離子方程式________________________。

（4）碳酸鈉溶液在過程III和IV中所起作用有所不同，請寫出在過程IV中起的作用是

____________________________________________________________。

（5）在Na₂CO₃溶液中存在多種粒子，下列各粒子濃度關系正確的是______（填序號）。

A．c(Na⁺) = 2c(CO₃^2-)             B．c(Na⁺) > c(CO₃^2-) > c(HCO₃^-)

C．c(OH^-) > c(HCO₃^-) > c(H⁺)      D．c(OH^-) - c(H⁺)＝c(HCO₃^-) + 2c(H₂CO₃)

 

Answer 1

【答案】

 

（1）2Al+2OH^-+2H₂O = 2AlO₂^-+3H₂↑

（2）4（Co₂O₃·CoO） + Na₂S₂O₃ + 11H₂SO₄ ＝ 12CoSO₄ + Na₂SO₄ + 11H₂O(3分)

Co₂O₃·CoO可氧化鹽酸產生Cl₂，污染環境。（合理即可）

（3）2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O ＝ 2Al(OH)₃↓+3CO₂↑

（4）調整pH，提供CO₃^2-，使Co²⁺沉淀為CoCO₃

（5）B  C  D （有錯不得分，答對1個得1分，全對得3分）

【解析】

試題分析：（1）鋁和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，注意該反應中水是反應物；

（2）Co₃O₄和硫代硫酸根離子在酸性條件下發生氧化還原反應生成硫酸根離子、二價鈷離子和水；鹽酸具有還原性，能被Co₂O₃•CoO氧化生成有毒的氯氣；

（3）根據鋁離子能與碳酸根離子發生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳；

（4）碳酸鈉溶液在過程Ⅲ中鋁離子能與碳酸根離子發生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳；碳酸鈉溶液在過程Ⅳ中調整pH，提供CO₃^2-，使Co²⁺沉淀為CoCO₃；

（5）A．根據電荷書恒判斷；

B．根據碳酸根離子發生水解以及水的電離判斷出離子濃度的大小；

C．根據碳酸根離子發生水解以及水的電離判斷出離子濃度的大小；

D．根據質子守恒判斷；

（6）根據關系式CoCl₂•6H₂O～CoCl₂求出CoCl₂•6H₂O的質量，然后再根據差量法求出A物質的化學式．

考點：物質分離和提純方法和基本操作的綜合應用；離子濃度大小比較。