Question

【題目】鈷元素由于其良好的物理化學性質，被廣泛應用于生產生活中。利用含鈷廢料(含CoO、Co2O3、金屬Al、Li等)制取CoCl2·6H2O的流程圖如圖所示

(1)寫出步驟I中主要反應的化學方程式_______。

(2)步驟II中可用鹽酸代替H2SO4與H2O2的混合液，但缺點是___________。

(3)步驟III①中Na2CO3溶液的作用是__________。

(4)若在實驗室煅燒 CaCO3，所需硅酸鹽材質的儀器除酒精燈和玻璃棒外，還有______(填儀器名稱)。

(5)操作①的步驟是______、________、過濾、洗滌、干燥。洗滌過程中可以用乙醇和水的混合液代替水的優點是_______。

(6)CoCl26H2O晶體受熱易分解，取119g該晶體加熱至某一溫度，得到CoCl2xH2O晶體83g，則x=_____。

Answer 1

【答案】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Li+2H2O=2LiOH+H2↑ 氧化產物為氯氣會污染環境 調節pH除去Al3+， 坩堝、泥三角 蒸發濃縮 冷卻結晶 減少晶體的溶解損失 2

【解析】

含鈷廢料(含CoO、Co2O3、單質Al、Li等)加入燒堿溶液溶解，得到含鋁溶液，過濾除去濾液，得到含鈷的濾渣，加入浸出劑浸取鈷，得到含有Co2+、Al3+、Li+的溶液，加入碳酸鈉溶液調節pH4.5～5沉淀Al3+：2Al3++3CO32-+2H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑，再加入NaF沉淀Li+，之后過濾，向濾液中加碳酸鈉調節pH至8～8.5，沉淀Co2+，得到CoCO3，灼燒CoCO3得到CoO，用稀鹽酸溶解得到CoCl2溶液，將溶液在HCl氛圍中，蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到CoCl26H2O，以此解答該題。

(1)步驟I為含鈷廢料(含CoO、Co2O3、單質Al、Li等)與NaOH溶液混合，Al與NaOH溶液反應，Li與水反應，反應分別為：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Li+2H2O=2LiOH+H2↑；

(2)步驟Ⅱ應加入還原劑，將Co2O3還原為Co2+，鹽酸為還原性酸，但其氧化產物為氯氣，氯氣有毒會污染環境；

(3)步驟Ⅲ中①加入碳酸鈉溶液調節pH4.5～5可除去Al3+，發生反應：2Al3++3CO32-+2H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑；

(4)在實驗室煅燒CoCO3，所需的硅酸鹽質儀器有酒精燈、玻璃棒、坩堝、泥三角；

(5)操作①是從CoCl2溶液中結晶CoCl26H2O，具體為：將溶液在HCl氛圍中，蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥；洗滌過程中可以用乙醇和水的混合液代替水，可以減少晶體的溶解損失；

(6)119g該晶體的物質的量為=0.5mol，含水3mol，加熱后失去結晶水的質量為119g-83g=36g，n(H2O)==2mol，則0.5molCoCl2xH2O含水為3mol-2mol=1mol，所以x=2。