Question

【題目】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）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溶液浸出鈷。則浸出鈷的化學反應方程式為 （產物中只有一種酸根）_________。在實驗室模擬工業生產時，也可用鹽酸浸出鈷，但實際工業生產中不用鹽酸，請從氧化還原和環境保護的角度分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因____。

(3)過程Ⅲ得到鋰鋁渣的主要成分是LiF和Al(OH)3，碳酸鈉溶液在產生Al(OH)3時起重要作用，請寫出該反應的離子方程式_____ 。

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

Answer 1

【答案】2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ 4Co3O4 + Na2S2O3+ 11H2SO4= 12CoSO4+ Na2SO4+11H2O Co2O3·CoO可氧化鹽酸產生Cl2，污染環境 2Al3++3CO32-+3H2O = 2Al(OH)3↓+3CO2↑ CoCl2. H2O

【解析】

操作Ⅰ利用了鋁能溶解在氫氧化鈉溶液的性質，將鋁從廢料中分離出來，過濾后得到含Co2O3CoO的鈷渣，再用酸溶解過濾后得到含Co3+及Al3+、Li+的濾液，通過調整溶液的pH得到Al（OH）3和LiF沉淀，再過濾得到含Co3+的濾液，再滴加Na2CO3溶液得到CoCO3沉淀，經過濾、洗滌沉淀，最后將CoCO3進行加熱分解可得CoO粉末。

(1)鋁和氫氧化鈉溶液反應生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，離子反應方程式為：2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+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，鹽酸具有還原性，能被Co2O3CoO氧化生成有毒的氯氣而污染環境，不能用鹽酸；

(3)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，水解的離子方程式為：2Al3++3CO32-+3H2O = 2Al(OH)3↓+3CO2↑；

(4)根據圖象可知，加熱時Co的物質的量不變，由A到B減少9mg，由B到無水CoCl2減少9g，65mg的物質的量為0.510-3mol，9mg水的物質的量為0.510-3mol，則B的化學式為CoCl2. H2O。