Question

（16分）工業(yè)上回收利用某合金廢料（主要含F(xiàn)e、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(fèi)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(jiàn)下表。操作2中，蒸發(fā)濃縮后必須趁熱過(guò)濾，其原因是 ，90℃時(shí)Ksp（Li2CO3）的值為 。

溫度/℃	10	30	60	90
濃度/mol?L－1	0.21	0.17	0.14	0.10

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

Answer 1

（1）Cu（2分），過(guò)濾（2分）

（2）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O（2分），調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀；

（3）4CoC2O4·2H2O+3O22Co2O3＋8H2O＋8CO2（2分）

（4）減少Li2CO3的溶解損失（2分），4.0×10－3（2分，單位不作要求）

（5）2CO32－－4e－＝O2↑＋CO2↑（共2分，配平錯(cuò)誤扣1分，氣體符號(hào)錯(cuò)漏扣1分）

【解析】

試題分析：分析題給流程知，合金廢料（主要含F(xiàn)e、Cu、Co、Li等）中與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化鈷、氯化鋰和氫氣，故金屬M(fèi)為銅，浸出液為氯化亞鐵、氯化鈷、氯化鋰的混合液；浸出液加H2O2將亞鐵離子氧化為鐵離子，在加入氨水調(diào)節(jié)pH是鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，經(jīng)過(guò)濾得濾渣氫氧化鐵，溶液A為氯化鋰和氯化鈷的混合液；向氯化鋰和氯化鈷的混合液中加入草酸銨生成草酸鈷晶體，在空氣中灼燒得氧化鈷；溶液B中加入碳酸鈉溶液生成碳酸鋰固體C。（1）金屬M(fèi)為Cu，操作1為過(guò)濾；（2）加入H2O2的作用是2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O，加入氨水的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀；（3）CoC2O4·2H2O充分焙燒生成氧化鈷、二氧化碳和水，化學(xué)方程式為4CoC2O4·2H2O+3O22Co2O3＋8H2O＋8CO2；（4）分析表中數(shù)據(jù)知，Li2CO3飽和溶液的濃度水溫度的升高而降低，操作2得Li2CO3固體的操作中，蒸發(fā)濃縮后必須趁熱過(guò)濾，其原因是減少Li2CO3的溶解損失，90℃時(shí)Li2CO3飽和溶液的濃度為0.10 mol?L－1，Li＋濃度為0.2 0mol?L－1，CO32—濃度為0.10 mol?L－1，Ksp（Li2CO3）=c2(Li＋)c(CO32—)= 4.0×10－3；（5）用惰性電極電解熔融Li2CO3制取鋰，陽(yáng)極為碳酸根放電，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和二氧化碳兩種氣體，電極反應(yīng)式為2CO32－－4e－＝O2↑＋CO2↑。

考點(diǎn)：以金屬的回收利用的工藝流程為載體考查物質(zhì)的分離提純，離子方程式、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)及沉淀溶解平衡。