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，請從反應原理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）碳酸鈉溶液在過程III和IV中所起作用有所不同，請寫出在過程IV中起的作用是__________。
（5）在Na₂CO₃溶液中存在多種粒子，下列各粒子濃度關系正確的是______（填序號）。

A．c(Na+) = 2c(CO32-)

B．c(Na+) > c(CO32-) > c(HCO3-)

C．c(OH-) > c(HCO3-) > c(H+)

D．c(OH-) - c(H+) = c(HCO3-) + 2c(H2CO3)

（6）CoO溶于鹽酸可得粉紅色的CoCl₂溶液。CoCl₂含結晶水數目不同而呈現不同顏色，利用藍色的無水CoCl₂吸水變色這一性質可制成變色水泥和顯隱墨水。下圖是粉紅色的CoCl₂·6H₂O晶體受熱分解時，剩余固體質量隨溫度變化的曲線，A物質的化學式是______。

Answer 1

（共14分）
（1）2Al+2OH^-+2H₂O = 2AlO- 2+3H₂↑
（2）4Co₂O₃·CoO + Na₂S₂O₃ + 11H₂SO₄ = 12CoSO₄ + Na₂SO₄ + 11H₂O
Co₂O₃·CoO可氧化鹽酸產生Cl₂，污染環境。（合理即可）
（3）2Al³⁺+3CO2- 3+3H₂O = 2Al(OH)₃↓+3CO₂↑
（4）調整pH，提供CO2- 3，使Co²⁺沉淀為CoCO₃
（5）B  C  D （有錯不得分，答對2個得1分，全對得2分）
（6）CoCl₂?2H₂O

解析試題分析：
（1）鋁和氫氧化鈉溶液反應：2Al+2OH^-+2H₂O = 2AlO₂^-+3H₂↑
（2）①酸根應為硫酸根，根據溶液中離子可得方程式：4Co₂O₃·CoO + Na₂S₂O₃ + 11H₂SO₄ = 12CoSO₄ + Na₂SO₄ + 11H₂O；鹽酸中氯具有一定還原性，Co₂O₃·CoO可氧化鹽酸產生Cl₂，污染環境。
（3）發生雙水解：2Al³⁺+3 CO2- 3+3H₂O = 2Al(OH)₃↓+3CO₂↑。
（4）調整pH，提供CO2- 3，使Co²⁺沉淀為CoCO₃
（5）CO2- 3會部分水解：CO2- 3+H₂OHCO₃^-+OH^–，HCO₃^-+H₂OH₂CO₃+OH^- A、 c(Na⁺) >2c(CO2- 3),錯誤；B 、c(Na⁺) > c(CO2- 3) > c(HCO₃^-)，正確；C 、c(OH^-) > c(HCO₃^-) > c(H⁺)，正確；D、質子守恒： c(OH^-) - c(H⁺) = c(HCO₃^-) + 2c(H₂CO₃)，正確。
（6）最終無水的m（CoCl₂）=65mg，M（CoCl₂）=130g/mol,所以n(CoCl₂)=0.5×10^-3mol，從A到無水氯化鈷減少m(H₂O)="18mg," n(H₂O)=1×10^-3mol，可知N(CoCl₂)：N(H₂O)=1：2，為CoCl₂?2H₂O。
考點：本題以工業流程為載體考查元素及其化合物性質、方程式書寫、電解質溶液、化學計算等相關知識。。