Question

一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料數(shù)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(yīng)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(xué)反應(yīng)方程式為（產(chǎn)物中只有一種酸根）                。在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，也可用鹽酸浸出鈷，但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中不用鹽酸，請從反應(yīng)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(chǎn)生Al(OH)₃時(shí)起重要作用，請寫出該反應(yīng)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(guān)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)

（6）CoO溶于鹽酸可得粉紅色的CoCl₂溶液。CoCl₂含結(jié)晶水?dāng)?shù)目不同而呈現(xiàn)不同顏色，利用藍(lán)色的無水CoCl₂吸水變色這一性質(zhì)可制成變色水泥和顯隱墨水。下圖是粉紅色的CoCl₂·6H₂O晶體受熱分解時(shí)，剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線，A物質(zhì)的化學(xué)式是______。

 

 

Answer 1

【答案】

（共14分）

（1）2Al+2OH^-+2H₂O = 2AlO- 2+3H₂↑

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

Co₂O₃·CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl₂，污染環(huán)境。（合理即可）

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

（4）調(diào)整pH，提供CO2- 3，使Co²⁺沉淀為CoCO₃

（5）B  C  D （有錯(cuò)不得分，答對2個(gè)得1分，全對得2分）

（6）CoCl₂•2H₂O

【解析】

試題分析：

（1）鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)：2Al+2OH^-+2H₂O = 2AlO₂^-+3H₂↑

（2）①酸根應(yīng)為硫酸根，根據(jù)溶液中離子可得方程式：4Co₂O₃·CoO + Na₂S₂O₃ + 11H₂SO₄ = 12CoSO₄ + Na₂SO₄ + 11H₂O；鹽酸中氯具有一定還原性，Co₂O₃·CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl₂，污染環(huán)境。

（3）發(fā)生雙水解：2Al³⁺+3 CO2- 3+3H₂O = 2Al(OH)₃↓+3CO₂↑。

（4）調(diào)整pH，提供CO2- 3，使Co²⁺沉淀為CoCO₃

（5）CO2- 3會(huì)部分水解：CO2- 3+H₂OHCO₃^-+OH^–，HCO₃^-+H₂OH₂CO₃+OH^- A、 c(Na⁺) >2c(CO2- 3),錯(cuò)誤；B 、c(Na⁺) > c(CO2- 3) > c(HCO₃^-)，正確；C 、c(OH^-) > c(HCO₃^-) > c(H⁺)，正確；D、質(zhì)子守恒： c(OH^-) - c(H⁺) = c(HCO₃^-) + 2c(H₂CO₃)，正確。

（6）最終無水的m（CoCl₂）=65mg，M（CoCl₂）=130g/mol,所以n(CoCl₂)=0.5×10^-3mol，從A到無水氯化鈷減少m(H₂O)=18mg, n(H₂O)=1×10^-3mol，可知N(CoCl₂)：N(H₂O)=1：2，為CoCl₂•2H₂O。

考點(diǎn)：本題以工業(yè)流程為載體考查元素及其化合物性質(zhì)、方程式書寫、電解質(zhì)溶液、化學(xué)計(jì)算等相關(guān)知識。。