Question

【題目】三氧化二鈷（Co2O3）常用于制濾光眼鏡的添加劑、催化劑和氧化劑。以含鈷廢料（主要成分CoO、Co2O3，含有少量MnO2、NiO、Fe3O4）為原料制備Co2O3的流程如下：

(1)研磨的目的是____________。濾渣1的主要成分為______________（填化學式）。

(2)酸浸時雙氧水的作用有___________。不能用鹽酸代替硫酸，因為Co2O3與鹽酸反應生成Cl2，污染境，該反應的離子方程式為__________。

(3)在實驗室里，萃取操作要用到的玻璃儀器主要有___________。有機相再生時提取出的Ni2＋可用于制備氫鎳電池，該電池充電時的總反應為Ni（OH）2＋MNiOOH＋MH。則放電時正極的電極反應式為__________。

(4)沉鈷時發生反應的離子方程式為_______。煅燒時發生反應的化學方程式為_______。

Answer 1

【答案】增大固體與液體的接觸面積，使酸浸速率更快，酸浸更充分 MnO2 亞鐵離子氧化為鐵離子 Co2O3+6H++2Cl-= 2Co2++ Cl2↑+3H2O 分液漏斗、燒杯 NiOOH+e-+H+= Ni（OH）2 2 Co2++HCO3-+3NH3H2O= Co2(OH)2CO3+3NH4++H2O 2Co2(OH)2CO3+O22Co2O3+2CO2+2H2O

【解析】

含鈷廢料（主要成分CoO、Co2O3，含有少量MnO2、NiO、Fe3O4）為原料制備Co2O3；先把原料進行酸浸，MnO2與稀硫酸不反應，成為濾渣；濾液中含有Co2+、Co3+、Ni2+、Fe2+、Fe3+等離子；調整溶液的pH，鐵離子生成沉淀濾出；再把濾液進行萃取，含有Ni2+的物質進入有機相，水溶液中含有Co2+，然后加入碳酸氫銨和氨水，反應生成Co2(OH)2CO3，然后煅燒生成Co2O3，據以上分析進行解答。

(1)研磨的目的是增大固體與液體的接觸面積，使酸浸速率更快，酸浸更充分；根據流程可知，鐵離子變為氫氧化鐵，鎳離子進入有機相，水溶液中含有Co2+，經過一系列過程，最后得到氧化鈷，所以濾渣1的主要成分為MnO2；綜上所述，本題答案是：增大固體與液體的接觸面積，使酸浸速率更快，酸浸更充分；MnO2。

(2)酸浸時，加入雙氧水能夠把亞鐵離子氧化為鐵離子；Co2O3與鹽酸發生氧化還原反應生成Cl2，Co Cl2和水，該反應的離子方程式為：Co2O3+6H++2Cl-= 2Co2++ Cl2↑+3H2O；綜上所述，本題答案是：亞鐵離子氧化為鐵離子；Co2O3+6H++2Cl-= 2Co2++ Cl2↑+3H2O。

(3)在實驗室里，萃取操作要用到的玻璃儀器主要有分液漏斗、燒杯；電池充電時的總反應為Ni（OH）2＋MNiOOH＋MH，放電時正極發生還原反應，所以正極的電極反應式為：NiOOH+e-+H+= Ni（OH）2；綜上所述，本題答案是：分液漏斗、燒杯；NiOOH+e-+H+= Ni（OH）2。

(4)根據流程可知：含有Co2+離子的溶液中加入碳酸氫銨和氨水，反應生成Co2(OH)2CO3；沉鈷時發生反應的離子方程式為：2 Co2++HCO3-+3NH3H2O=Co2(OH)2CO3+3NH4++H2O；在空氣中煅燒Co2(OH)2CO3，反應生成Co2O3和CO2，化學方程式為：2Co2(OH)2CO3+O22Co2O3+2CO2+2H2O；綜上所述，本題答案是：2Co2++HCO3-+3NH3H2O=Co2(OH)2CO3+3NH4++H2O；2Co2(OH)2CO3+O22Co2O3+2CO2+2H2O 。