Question

【题目】钴元素由于其良好的物理化学性质，被广泛应用于生产生活中。从含钴废料(含CoO、Co2O3、单质Al、Li等)中制取粗CoCl2·6H2O的流程如图所示。

请回答下列问题：

(1)步骤I中发生反应的化学方程式_______。

(2)已知Co2O3具有强氧化性，若步骤II中浸出剂为盐酸，造成的后果_______；若步骤II中浸出剂为硫酸，写出Co2O3与硫酸反应的化学方程式______。

(3)步骤Ⅲ中①的目的是除去Al3+，②的目的是除去Li+，写出除去Li+的离子方程式_______。

(4)若在实验室煅烧CoCO3，所需的硅酸盐质仪器除酒精灯和玻璃棒外，还有______、______(填仪器名称)。

(5)操作①是在HCl氛围中进行的，其步骤是______、_______、过滤、洗涤、干燥。用75%酒精代替蒸馏水洗涤，其优点是______。

Answer 1

【答案】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Li+2H2O=2LiOH+H2↑ 产生有毒气体氯气，污染环境 2Co2O3+4H2SO4=4CoSO4+O2↑+4H2O Li++F-=LiF↓ 坩埚 泥三角 蒸发浓缩 冷却结晶 减少晶体的溶解损失，酒精挥发带走水分

【解析】

根据流程：含钴废料(含CoO、Co2O3、单质Al、Li等)加入烧碱溶液溶解，其中Al、Li可以溶解：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Li+2HO+2LiOH+H2↑，过滤除去滤液，得到含钴的滤渣，加入浸出剂浸取钴，得到含有Co2+、Al3+、Li+的溶液，加入碳酸钠溶液调节pH为4.5～5沉淀Al3+：2Al3++3CO32-+2H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑，再加入NaF沉淀Li+，除去铝锂沉淀，向滤液中加碳酸钠调节pH8～8.5，沉淀Co2+，得到CoCO3，灼烧CoCO3得到CoO，用稀盐酸溶解得到CoCl2溶液，将溶液在HCl氛围中，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到CoCl26H2O，据此分析作答。

(1)步骤I为含钴废料(含CoO、Co2O3、单质Al、Li等)与NaOH溶液混合，Al与NaOH溶液反应，Li与水反应，反应分别为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Li+2H2O=2LiOH+H2↑；

(2)Co2O3具有强氧化性，若步骤II中浸出剂为盐酸，Co2O3将盐酸氧化生成氯气，氯气有毒，会污染空气；若步骤II中浸出剂为硫酸，Co2O3与硫酸会发生氧化还原反应产生CoSO4、O2和H2O，反应的化学方程式为：2Co2O3+4H2SO4=4CoSO4+O2↑+4H2O；

(3)步骤Ⅲ中①加入碳酸钠溶液调节pH为4.5～5除去Al3+，离子反应为：2Al3++3CO32-+2H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑；②的目的是除去Li+，除去Li+的离子方程式为：Li++F-=LiF↓；

(4)在实验室煅烧CoCO3，所需的硅酸盐质仪器除了有酒精灯、玻璃棒外，还有坩埚、泥三角；

(5)操作①是从CoCl2溶液中结晶CoCl26H2O，由于CoCl2是强酸弱碱盐，Co2+容易水解，且水解产生的HCl容易挥发导致物质变质，所以从溶液中获得该物质晶体的具体操作为：将溶液在HCl氛围中，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；洗涤过程中可以用75%酒精代替水，这样就可以减少晶体的溶解损失，且酒精挥发会带走水分。