Question

【題目】鈷（Co）及其化合物在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用．為從某工業(yè)廢料中回收鈷，某學(xué)生設(shè)計(jì)流程如下（廢料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物質(zhì)）．

已知：①物質(zhì)溶解性：LiF難溶于水，CoCO3難溶于水；

②部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH見下表．

	Fe3+	Co2+	Co3+	Al3+
pH（開始沉淀）	1.9	7.15	﹣0.23	3.4
pH（完全沉淀）	3.2	9.15	1.09	4.7

請(qǐng)回答：

（1）Ⅰ中得到含鋁溶液的反應(yīng)的離子方程式是 。

（2）Ⅰ中得到鈷渣的實(shí)驗(yàn)操作是 （填操作名稱）。

（3）寫出步驟Ⅱ中Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2的離子方程式： ．

（4）步驟Ⅲ中調(diào)節(jié)溶液的pH時(shí)， pH的范圍是 。

（5）廢渣中的主要成分有 ．

（6）在空氣中加熱10.98g草酸鈷晶體（CoC2O42H2O）樣品，受熱過程中不同溫度范圍內(nèi)分別得到一種固體物質(zhì)，其質(zhì)量如表．

溫度范圍/℃	固體質(zhì)量/g
150～210	8.82
290～320	4.82
890～920	4.5

②加熱到210℃時(shí)，固體物質(zhì)的化學(xué)式為： ．

③經(jīng)測(cè)定，加熱到210～310℃過程中的生成物只有CO2和鈷的氧化物，此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ．．

Answer 1

【答案】（1）2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑；（2）過濾；

（3）Co2O3+6H++2Cl﹣=2Co2++Cl2↑+3H2O；

（4）3.2≤PH<7.15，（5）Fe（OH）3，LiF；

（6）①CoC2O4；②3CoC2O4+2O2===Co3O4+6CO2。

【解析】試題分析：（1）Al和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，其離子反應(yīng)方程式為：2Al＋2OH－＋2G2O=2AlO2－＋3H2↑；（2）得到濾液和濾渣，因此采用操作步驟是過濾；（3）Co2O3作氧化劑，化合價(jià)由＋3價(jià)→＋2價(jià)，化合價(jià)共降低2價(jià)，HCl中Cl由－1價(jià)→0價(jià)，化合價(jià)升高1價(jià)，最小公倍數(shù)為2，因此離子反應(yīng)方程式為Co2O3＋2Cl－＋6H＋=2Co2＋＋3H2O＋Cl2↑；（4）溶液中含有雜質(zhì)離子是Li＋和Fe3＋，根據(jù)流程圖，Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe（OH）3，但Co2＋不能轉(zhuǎn)化成沉淀，即pH的范圍為3.2≤pH<7.15；（5）根據(jù)信息LiF難溶于水，因此得到廢渣是Fe（OH）3和LiF；（6）①CoC2O4·2H2O失去全部結(jié)晶水的質(zhì)量為：10.98×147/183g=8.82g，即加熱到210℃時(shí)，固體物質(zhì)是CoC2O4；②根據(jù)元素守恒，n（CO2）=8.82×2/147mol=0.12mol，質(zhì)量為0.12×44g=5.28g，固體量減少（8.82－4.82）g=4g，說明有氣體參加反應(yīng)，即氧氣參加，氧氣的質(zhì)量為（5.28－4）g=1.28g，其物質(zhì)的量為1.28/32mol=0.04mol，n（COC2O4）:n（O2）=n（CO2）=8.82/147：0.04：0.12=0.06：0.08：0.12=3：2：6，依據(jù)原子守恒，3CoC2O4+2O2===Co3O4+6CO2。