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【题目】工业上回收利用某合金废料(主要含Fe、Cu、Co、Li等,已知Co、Fe都是中等活泼金属)的工艺流程如下:

(1)金属M为 , 操作1为
(2)加入H2O2的作用是(用离子方程式表示) , 加入氨水的作用是
(3)充分焙烧的化学方程式为
(4)已知Li2CO3微溶于水,其饱和溶液的浓度与温度关系见下表.操作2中,蒸发浓缩后必须趁热过滤,其原因是 , 90℃时Ksp(Li2CO3)的值为

温度/℃

10

30

60

90

浓度/molL1

0.21

0.17

0.14

0.10


(5)用惰性电极电解熔融Li2CO3制取锂,阳极生成两种气体,则阳极的电极反应式为

【答案】
(1)Cu;过滤
(2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;调节溶液的pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀
(3)4CoC2O4?2H2O+3O2 2Co2O3+8H2O+8CO2
(4)减少Li2CO3的溶解损失;4.0×103
(5)2CO32﹣4e=O2↑+CO2
【解析】解:合金废料(主要含Fe、Cu、Co、Li等,已知Co、Fe都是中等活泼金属)加入盐酸过滤得到金属M为不与盐酸反应的铜,浸出液中加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,加入氨水调节溶液PH使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,通过操作Ⅰ过滤得到溶液A中加入草酸铵溶液沉淀钴离子过滤得到溶液B主要是锂离子的溶液,加入碳酸钠沉淀锂离子,过滤得到碳酸锂;结晶析出CoC2O42H2O足量空气煅烧得到氧化钴,(1)上述分析判断金属M为Cu,操作Ⅰ为过滤操作所以答案是:Cu;过滤;(2)加入H2O2的作用是氧化亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;加入氨水的作用是调节溶液PH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,所以答案是:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;调节溶液的pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;(3)CoC2O4焙烧生成Co2O3、CO2和水,反应的化学方程式为4CoC2O42H2O+3O2 2Co2O3+8 H2O+8CO2
所以答案是:4CoC2O42H2O+3O2 2Co2O3+8 H2O+8CO2;(4)Li2CO3微溶于水,溶解度随温度升高而降低,为减少Li2CO3的溶解损失,蒸发浓缩后必须趁热过滤,90℃时c(Li2CO3)的浓度为0.10mol/L,则c(Li+)=0.20mol/L,c(CO32)=0.10mol/L,则Ksp(Li2CO3)=0.20×0.20×0.10=4.0×103
所以答案是:减少Li2CO3的溶解损失;4.0×103;(5)用惰性电极电解熔融Li2CO3制取锂,阳极生成两种气体,应为二氧化碳和氧气,电极方程式为2CO32﹣4e=O2↑+CO2↑,
所以答案是:2CO32﹣4e=O2↑+CO2↑.

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