Question

【題目】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；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，能加快溶出率的操作有 、 。(寫出兩條)

（2）過程II中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出鈷，則浸出鈷的離子反應方程式為 (產(chǎn)物中只有一種酸根)。請從反應原理分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因 。

（3）碳酸鈉溶液在過程III和IV中所起作用有所不同，請分別用離子方程式表示在過程III、IV中起的作用： ； 。

Answer 1

【答案】

（1）加熱；將固體粉碎或攪拌

（2）4Co2O3·CoO+S2O32-+22H+=12Co2++2SO42-+11H2O；防止生成Cl2污染空氣

（3）2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑；Co2++CO32-=CoCO3↓

【解析】

試題分析：制備氧化鈷的大致流程為：制備流程為：廢料用堿液溶解，過濾得到偏鋁酸鈉溶液和鈷渣；用硫酸溶解鈷渣，發(fā)生反應：4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O，得到含有鈷離子的溶液，然后調(diào)節(jié)溶液pH并用碳酸鈉溶液除去雜質(zhì)鋁離子，得到較純凈的含有鈷離子的溶液，再加入碳酸鈉、調(diào)節(jié)溶液的pH將鈷離子轉(zhuǎn)化成碳酸鈷沉淀，最后灼燒碳酸鈷得到氧化鈷。

（1）過程I中采用NaOH溶液溶出廢料中的Al，能加快溶出率的操作有加熱；將固體粉碎或攪拌，適當增大氫氧化鈉的濃度等，故答案為：加熱；將固體粉碎或攪拌等；

（2）Co3O4和Na2S2O3在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應生成CoSO4、Na2SO4和H2O，反應方程式為：4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O，改寫成離子方程式為：4Co2O3CoO+S2O3 2-+22H+=12Co2++2SO42-+11H2O，鹽酸具有還原性，能被Co2O3CoO氧化生成有毒的氯氣而污染環(huán)境，所以不用鹽酸，故答案為：4Co2O3CoO+S2O3 2-+22H+=12Co2++2SO42-+11H2O；Co2O3CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl2污染環(huán)境；

（3）碳酸鈉溶液在過程Ⅲ中鋁離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳，反應的兩種方式為：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑；碳酸鈉溶液在過程Ⅳ中調(diào)整pH，提供CO32-，使Co2+沉淀為CoCO3，反應的離子方程式為：Co2++CO32-=CoCO3↓，故答案為：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑；Co2++CO32-=CoCO3↓。