Question

【题目】CoCO3是一种制造锂电池电极的原料。以含钴废渣（主要成分CoO、Co2O3，还含有Al2O3、 ZnO等杂质）为原料制备CoCO3的一种工艺流程如下：

①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol/L计算）

②钴元素常见的化合价为+2、+3，+2钴有较强的还原性。

③+3钴的化合物一般呈现粉红—红色。

④Ksp[Co(OH）2]=1.58×10-15 Ksp[CoCO3]=1.4×10-13

（1）“酸浸”时通人SO2的目的是 ___________。

（2）“除铝”时调节溶液pH范围为 ________，该过程中主要反应的离子方程式为___________________。

（3）“萃取”过程可表示为ZnSO4（水层）+2HX（有机层）ZnX2（有机层）+H2SO4（水层），由有机层获取ZnSO4溶液的操作是 ___________________。

（4）“沉钴”时Na2CO3溶液需缓慢滴加的原因是 ____________________。

（5）CoCO3隔绝空气灼烧可以生成Co2O3，该反应的化学方程式为____________________。

（6）在CoCO3中先加入几滴丙酮，再边振荡边逐滴加入浓氨水，沉淀逐渐由粉红色变为土黄色的含Co（NH3）6 2+的溶液，向溶液中缓缓通入一定量的氧气，溶液最终变为红色。

①加入丙酮的作用__________________________；②若在该红色溶液中滴加足量的浓盐酸生成标准状况下2.24L C12，则之前往土黄色的溶液中至少应通入标准状况下__________________________升空气（空气中氧气体积分数为0.20）。

Answer 1

【答案】 将Co3+还原为Co2+ 5.0～5.4 向有机层中加入适量的硫酸溶液充分振荡，静置，分液 防止加入过快而产生Co(OH)2沉淀 保护+2钴不被空气中氧气氧化 5.6升

【解析】试题分析：（1）SO2具有还原性；（2）“除铝”时只能让铝离子生成氢氧化铝沉淀，Co2+、Zn2+不能沉淀；该过程中铝离子与CO32-发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体；（3）根据平衡移动原理分析由有机层获取ZnSO4溶液的操作；（4）Na2CO3溶液滴加过快，溶液PH大于7.6可生成Co(OH)2沉淀；（5）CoCO3隔绝空气灼烧可以生成Co2O3，根据化合价升降规律，钴元素化合价升高，碳元素化合价要降低，同时生成CO气体；（6）①丙酮可以隔绝氧气；②根据电子守恒计算通入空气的体积；

解析：（1）SO2具有还原性，“酸浸”时通人SO2可以将Co3+还原为Co2+；（2）“除铝”时只能让铝离子生成氢氧化铝沉淀，Co2+、Zn2+不能沉淀，所以“除铝”时调节溶液pH范围为5.0～5.4；该过程中铝离子与CO32-发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，反应的离子方程式是；（3）“萃取”过程可表示为ZnSO4（水层）+2HX（有机层）ZnX2（有机层）+H2SO4（水层），加入硫酸可使平衡逆向移动，所以由有机层获取ZnSO4溶液的操作是向有机层中加入适量的硫酸溶液充分振荡，静置，分液；（4）“沉钴”时Na2CO3溶液需缓慢滴加的原因是防止加入过快而产生Co(OH)2沉淀；（5）CoCO3隔绝空气灼烧可以生成Co2O3，根据化合价升降规律，钴元素化合价升高，碳元素化合价要降低，同时生成CO气体，反应方程式是；（6）①丙酮可以隔绝氧气，保护+2钴不被空气中氧气氧化；②根据电子守恒 ，设需要空气xL，则

X=5.6L。