Question

20．鈷（Co）是重要的稀有金屬，在工業(yè)和科技領(lǐng)域具有廣泛的用途．從某含鈷工業(yè)廢料中回收鈷的工藝流程如圖：

已知：

含鈷廢料的成分
成分	Al	Li	Co2O3	Fe2O3	其他不溶于強(qiáng)酸的雜質(zhì)
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%	10.5	0.35	65.6	9.6	13.95

Ⅱ．實(shí)驗(yàn)中部分離子開(kāi)始沉淀和沉淀完全的pH
金屬離子	Fe3+	Co2+	Al3+
開(kāi)始沉淀的pH	1.9	7.15	3.4
沉淀完全的pH	3.2	9.15	4.7

Ⅲ．離子濃度小于等于1.0×10^-5mol•L^-1時(shí)，認(rèn)為該離子沉淀完全．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）NaF的電子式為Na+[]^-．
（2）“沉淀1”的化學(xué)式為Fe（OH）₃．“調(diào)節(jié)溶液pH₂”的范圍為4.7≤pH₂＜7.15．
（3）“還原”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2CO³⁺+H₂O₂=2CO²⁺+O₂↑2H⁺．“沉鈷”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CO²⁺+2HCO₃^-=COCO₃↓+CO₂↑+H₂O．
（4）制備Co時(shí)，“補(bǔ)充鋁”的原因?yàn)樵�混合物中Al和Co的物質(zhì)的量之比小于2：3．
（5）已知：l0^-0.9≈0.13，則 A1（OH）₃ 的溶度積常數(shù) K_sp=1.3×10^-33．
（6）Li-SOCl₂電池可用于心臟起搏器，該電池的總反應(yīng)可表示為：^：4Li+2SOCl₂═4LiCl+S+SO₂，其正極反應(yīng)式為2SOCl₂+4e^-=S+SO₂+4Cl^-．

Answer 1

分析 某含鈷工業(yè)廢料中回收鈷的工藝流程：加入硫酸，得到含Al³⁺、Co³⁺、Li⁺、Fe³⁺的酸性溶液，加入過(guò)氧化氫還原Co³⁺：2Co³⁺+H₂O₂=2Co²⁺+O₂↑2H⁺，加入碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液的pH，沉淀Fe³⁺，過(guò)濾，則沉淀1為Fe（OH）₃，濾液2（Al³⁺、Co³⁺、Li⁺、Na⁺）調(diào)節(jié)pH4.7～7.15沉淀Al³⁺，沉淀2 為Al（OH）₃，煅燒Al（OH）₃生成氧化鋁，電解氧化鋁生成鋁單質(zhì)，
濾液3（Co³⁺、Li⁺、Na⁺）加入NaF溶液沉淀Li⁺為L(zhǎng)iF，過(guò)濾，向?yàn)V液中加入碳酸氫銨沉鈷：Co²⁺+2HCO₃^-=CoCO₃↓+CO₂↑+H₂O，沉淀3為CoCO₃，煅燒CoCO₃生成CoO，與鋁單質(zhì)高溫反應(yīng)生成Co，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）NaF為離子化合物，電子式為：Na+[]^-；
故答案為：Na+[]^-；
（2）根據(jù)分析沉淀1為Fe（OH）₃；調(diào)節(jié)pH₂最終沉淀了鋁離子，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，pH為4.7≤pH₂＜7.15；
故答案為：Fe（OH）₃；4.7≤pH₂＜7.15；
（3）還原時(shí)的反應(yīng)為過(guò)氧化氫還原Co³⁺，離子反應(yīng)為：2Co³⁺+H₂O₂=2Co²⁺+O₂↑2H⁺；碳酸氫銨沉鈷反應(yīng)為：Co²⁺+2HCO₃^-=CoCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
故答案為：2Co³⁺+H₂O₂=2Co²⁺+O₂↑2H⁺；Co^2-+2HCO₃^-=CoCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
（4）制備Co時(shí)，反應(yīng)為：3CoO+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+3Co，原混合物中Al和Co的物質(zhì)的量之比小于2：3，需要補(bǔ)充鋁；
故答案為：原混合物中Al和Co的物質(zhì)的量之比小于2：3；
（5）A1（OH）₃ 的溶度積常數(shù) K_sp=c（Al³⁺）•c³（OH^-）=1.0×10^-5•（10^-9.3）³=1.3×10^-33；
故答案為：1.3×10^-33；
（6）Li-SOCl₂電池可用于心臟起搏器，該電池的總反應(yīng)可表示為：^：4Li+2SOCl₂═4LiCl+S+SO₂，正極發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為：2SOCl₂+4e^-=S+SO₂+4Cl^-；
故答案為：2SOCl₂+4e^-=S+SO₂+4Cl^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備，涉及對(duì)工藝流程的理解、氧化還原反應(yīng)、對(duì)條件的控制選擇與理解、溶度積的計(jì)算等，理解工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，題目難度中等．