Question

【题目】金属钴(Co)在国防工业中有重要应用。

(1)钴的化学性质与铁相似，与酸反应生成+2价的钴盐，CoCl2溶液为红色。

①请写出金属钴粉与稀盐酸反应的化学方程式：_____。

②预测上述反应发生的现象： _____。

③上述反应后新增的离子为： _____(填化学用语)。

(2)通过废锂电池(主要成份为LiCoO2、炭粉和铝箔)回收可得到草酸钴晶体。在实验室中研究不同条件下Co2+的浸出率(样品质量、加入盐酸体积均相同)，结果如下表。从实验结果看，在仅考虑提高Co2+的浸出率的情况下，回答下列问题：

编号	温度/℃	时间/min	盐酸浓度/%	钴浸出率/%
①	80	120	10.5	90.82
②	80	150	8.5	100.0
③	80	180	10.5	100.0
④	80	150	5.4	80.26
⑤	70	150	8.5	86.85
⑥	90	150	8.5	100.0

I．本实验研究了哪些因素对钴元素浸出率的影响：____。

II．实验⑤⑥的目的是______。

III．实验为最优反应条件______。

Answer 1

【答案】Co+2HCl=CoCl2+H2↑ 固体溶解，溶液由无色变成红色，固体表面有气泡产生 Co2+ 温度、时间、盐酸浓度（写出其中两项就给分） 研究在相同条件下，不同温度对钴元素浸出率的影响 ②

【解析】

钴的化学性质与铁相似，与酸反应生成+2价的钴盐和氢气，CoCl2溶液为红色，通过废锂电池（主要成份为LiCoO2、炭粉和铝箔）回收可得到草酸钴晶体，浸出率大于100%，说明有杂质也被浸出，小于100%说明还有钴未被浸出。

（1）根据“钴的化学性质与铁相似，与酸反应生成+2价的钴盐，CoCl2溶液为红色”可知，

①金属钴粉与稀盐酸反应生成+2价的钴盐和氢气，化学方程式为Co+2HCl=CoCl2+H2↑ 。

②上述反应发生的现象固体溶解，溶液由无色变成红色，固体表面有气泡产生。

③根据化学方程式可知上述反应后新增的离子为Co2+。

（2）通过废锂电池（主要成份为LiCoO2、炭粉和铝箔）回收可得到草酸钴晶体。

I根据图表信息可知本实验研究了温度、时间、盐酸浓度对钴元素浸出率的影响。

II实验⑤⑥时间和盐酸浓度都相同，温度不同时钴元素浸出率不同，目的是研究在相同条件下，不同温度对钴元素浸出率的影响。

III根据图表信息比较，实验②温度低，时间短，浸出率高，为最优反应条件。