Question

【題目】工業(yè)上回收利用某合金廢料（主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活潑金屬）的工藝流程如下：

（1）金屬M為__________，操作1為___________。

（2）加入H2O2的作用是（用離子方程式表示）________，加入氨水的作用是________。

（3）充分焙燒的化學(xué)方程式為____________。

（4）已知Li2CO3微溶于水，其飽和溶液的濃度與溫度關(guān)系見下表。操作2中，蒸發(fā)濃縮后必須趁熱過濾，其原因是___________，90℃時Ksp（Li2CO3）的值為___________。

溫度/℃	10	30	60	90
濃度/molL－1	0.21	0.17	0.14	0.10

（5）用惰性電極電解熔融Li2CO3制取鋰，陽極生成兩種氣體，則陽極的電極反應(yīng)式為__________。

Answer 1

【答案】Cu 過濾 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀 4CoC2O42H2O+3O22Co2O3+8H2O+8CO2 減少Li2CO3的溶解損失 4.0×10-3 2CO32--4e-=O2↑+CO2↑

【解析】

合金廢料(主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活潑金屬)加入鹽酸過濾得到金屬M為不與鹽酸反應(yīng)的銅，浸出液中加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氨水調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，通過操作Ⅰ過濾得到溶液A中加入草酸銨溶液沉淀鈷離子過濾得到溶液B主要是鋰離子的溶液，加入碳酸鈉沉淀鋰離子，過濾得到碳酸鋰；結(jié)晶析出CoC2O42H2O足量空氣煅燒得到氧化鈷，以此解答該題。

合金廢料(主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活潑金屬)加入鹽酸過濾得到金屬M為不與鹽酸反應(yīng)的銅，浸出液中加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氨水調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，通過操作Ⅰ過濾得到溶液A中加入草酸銨溶液沉淀鈷離子過濾得到溶液B主要是鋰離子的溶液，加入碳酸鈉沉淀鋰離子，過濾得到碳酸鋰；結(jié)晶析出CoC2O42H2O足量空氣煅燒得到氧化鈷；

(1)上述分析判斷金屬M為Cu，操作Ⅰ為過濾操作；

(2)加入H2O2的作用是氧化亞鐵離子為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；加入氨水的作用是調(diào)節(jié)溶液PH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀；

(3)CoC2O4焙燒生成Co2O3、CO2和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4CoC2O42H2O+3O22Co2O3+8H2O+8CO2；

(4)Li2CO3微溶于水，溶解度隨溫度升高而降低，為減少Li2CO3的溶解損失，蒸發(fā)濃縮后必須趁熱過濾，90℃時c(Li2CO3)的濃度為0.10mol/L，則c(Li+)=0.20mol/L，c(CO32-)=0.10mol/L，則Ksp(Li2CO3)=0.20×0.20×0.10=4.0×10-3；

(5)用惰性電極電解熔融Li2CO3制取鋰，陽極生成兩種氣體，應(yīng)為二氧化碳和氧氣，電極方程式為2CO32--4e-=O2↑+CO2↑。