Question

一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co₂O₃?CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中．从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如下：

（1）过程Ⅰ中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为

 

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

 

．在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸代替酸化的Na₂S₂O₃，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因

 

．
（3）用离子方程式表示过程 IV中Na₂CO₃的主要作用

 

．
（4）如图是CoCl₂?6H₂O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，B物质的化学式是

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：（1）铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，注意该反应中水是反应物；
（2）Co₃O₄和硫代硫酸根离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成硫酸根离子、二价钴离子和水；盐酸具有还原性，能被Co₂O₃?CoO氧化生成有毒的氯气；
（3）碳酸钠溶液在过程Ⅲ中铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳；碳酸钠溶液在过程Ⅳ中调整pH，提供CO₃^2-，使Co²⁺沉淀为CoCO₃；
（4）根据关系式CoCl₂?6H₂O～CoCl₂求出CoCl₂?6H₂O的质量，然后再根据差量法求出B物质的化学式．

解答： 解：（1）铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子反应方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=+2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=+2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）Co₃O₄和Na₂S₂O₃在酸性条件下发生氧化还原反应生成CoSO₄、Na₂SO₄和H₂O，反应方程式为：4Co₃O₄+Na₂S₂O₃+11H₂SO₄=12CoSO₄+Na₂SO₄+11H₂O，所以加入Na₂S₂O₃的作用是还原Co³⁺，盐酸具有还原性，能被Co₂O₃?CoO氧化生成有毒的氯气而污染环境，所以不能盐酸，
故答案为：还原Co³⁺；Co₂O₃?CoO可氧化盐酸产生Cl₂污染环境；
（3）碳酸钠溶液在过程Ⅳ中调整pH，提供CO₃^2-，使Co²⁺沉淀为CoCO₃，即：CO₃^2-+Co²⁺=CoCO₃↓；
故答案为：CO₃^2-+Co²⁺=CoCO₃↓；
（4）CoCl₂?6H₂O～CoCl₂
        238             130    
         m             65mg
 

238

m

=

130

65mg

，解得：m=119mg
 A物质的化学式为CoCl₂?nH₂O，则有：
   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物质的化学式为：CoCl₂?H₂O，故答案为：CoCl₂?H₂O．

点评：本题考查了金属及其化合物的性质，考查氧化还原反应、离子反应、关系式计算等，难度中等，关键根据实验流程利用氧化还原反应判断发生的离子反应，是对学生综合能力的考，是一道不错的能力考查题．