Question

一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料，生產中產生的廢料數量可觀，廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在；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，反應的離子方程式為

 

．
（2）過程Ⅱ中加入稀H₂SO₄酸化后，再加入Na₂S₂O₃溶液，加入Na₂S₂O₃的作用是

 

．在實驗室模擬工業生產時，也可用鹽酸代替酸化的Na₂S₂O₃，但實際工業生產中不用鹽酸，請從反應原理分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因

 

．
（3）用離子方程式表示過程 IV中Na₂CO₃的主要作用

 

．
（4）如圖是CoCl₂?6H₂O晶體受熱分解時，剩余固體質量隨溫度變化的曲線，B物質的化學式是

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題,元素及其化合物

分析：（1）鋁和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，注意該反應中水是反應物；
（2）Co₃O₄和硫代硫酸根離子在酸性條件下發生氧化還原反應生成硫酸根離子、二價鈷離子和水；鹽酸具有還原性，能被Co₂O₃?CoO氧化生成有毒的氯氣；
（3）碳酸鈉溶液在過程Ⅲ中鋁離子能與碳酸根離子發生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳；碳酸鈉溶液在過程Ⅳ中調整pH，提供CO₃^2-，使Co²⁺沉淀為CoCO₃；
（4）根據關系式CoCl₂?6H₂O～CoCl₂求出CoCl₂?6H₂O的質量，然后再根據差量法求出B物質的化學式．

解答： 解：（1）鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的離子反應方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=+2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=+2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）Co₃O₄和Na₂S₂O₃在酸性條件下發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，所以加入Na₂S₂O₃的作用是還原Co³⁺，鹽酸具有還原性，能被Co₂O₃?CoO氧化生成有毒的氯氣而污染環境，所以不能鹽酸，
故答案為：還原Co³⁺；Co₂O₃?CoO可氧化鹽酸產生Cl₂污染環境；
（3）碳酸鈉溶液在過程Ⅳ中調整pH，提供CO₃^2-，使Co²⁺沉淀為CoCO₃，即：CO₃^2-+Co²⁺=CoCO₃↓；
故答案為：CO₃^2-+Co²⁺=CoCO₃↓；
（4）CoCl₂?6H₂O～CoCl₂
        238             130    
         m             65mg
 

238

m

=

130

65mg

，解得：m=119mg
 A物質的化學式為CoCl₂?nH₂O，則有：
   CoCl₂?6H₂O～CoCl₂?nH₂O△m
    238                       18（6-n）
   119mg                      119mg-74mg

238

119mg

=

18(6-n)

119mg-74mg

=，解得：n=1，
所以A物質的化學式為：CoCl₂?H₂O，故答案為：CoCl₂?H₂O．

點評：本題考查了金屬及其化合物的性質，考查氧化還原反應、離子反應、關系式計算等，難度中等，關鍵根據實驗流程利用氧化還原反應判斷發生的離子反應，是對學生綜合能力的考，是一道不錯的能力考查題．