Question

【题目】钻(Co)及其化合物在工业上有广泛应用。为从某工业废料中回收钴，某学生设计流程如图(废料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物质)。

已知:LiF难溶于水，Li2CO3微溶于水。

请回答:

（1）写出I中发生反应的化学方程式并用单线桥标记电子转移的方向和数目________。

（2）写出步骤中Co2O3与盐酸反应生成Cl2的离子方程式_______________。

（3）步骤II所得废渣的主要成分除了LiF外，还有________________。

（4）NaF与溶液中的Li+形成LiF沉淀，此反应对步骤IV所起的作用是___________。

（5）在空气中加热10.98g草酸钴晶体(CoC2O42H2O)样品，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如下表。己知:M(CoC2O42H2O)=183g/mol。

温度范围/℃	固体质量/g
150--210	8.82
290--320	4.82
890--920	4.5

经测定，加热到210℃时，固体物质的化学式为_____。加热到210--290℃过程中产生的气体只有CO2，此过程发生反应的化学方程式是_________。温度高于890℃时，固体产物发生分解反应，固体产物为__________。

Answer 1

【答案】 Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O Fe(OH)3 防止锂离子结合碳酸根离子形成碳酸锂沉淀 CoC2O4 3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2 CoO

【解析】试题分析：废料经氢氧化钠溶液溶解除去铝，得到钴渣，钴渣经盐酸溶解得浸出液，浸出液中含氯化锂、氯化钴和氯化铁，向浸出液中加入20%的碳酸钠溶液促进Fe3+水解为氢氧化铁沉淀、加入氟化钠溶液沉淀其中的Li+，过滤，再向滤液中加入30%的碳酸钠溶液，把氯化钴转化为碳酸钴沉淀，碳酸钴经盐酸溶解后，再加草酸铵转化为草酸钴晶体，最后将草酸钴高温煅烧得到氧化钴粉末。

（1）I中发生反应为铝和氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠和氢气，其中铝是还原剂、水是氧化剂，用单线桥标记电子转移的方向和数目如下：。

（2）Co2O3与盐酸反应生成Cl2的离子方程式为Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O。

（3）步骤II所得废渣的主要成分除了LiF外，还有Fe(OH)3。

（4）NaF与溶液中的Li+形成LiF沉淀，因为碳酸锂微溶于水，故此反应对步骤IV所起的作用是防止锂离子结合碳酸根离子形成碳酸锂沉淀。

（5）由表中数据可知，加热到210℃时，10.98g草酸钴晶体(CoC2O42H2O)样品的质量变为8.82g，质量减少了2.16g。结晶水合物受热分解时，通常最先失去结晶水。10.98g草酸钴晶体的物质的量为0.06mol，其中含结晶水0.12mol，其质量恰好为2.16g，所以此时固体物质的化学式为CoC2O4。加热到210--290℃过程中产生的气体只有CO2，此过程发生反应的化学方程式是3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。温度高于890℃时，固体产物Co3O4发生分解反应，固体的质量变为4.5g，其中含0.06mol Co，则产物中n(O)=，所以，此时产物为CoO。