Question

【题目】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Co2O3CoO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）为了提高废料溶浸的效率，可以采取的措施有（写一条即可）
（2）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 ．
（3）过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴．则浸出钴的化学反应方程式为（产物中只有一种酸根） ． 在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，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 ．
（4）过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al（OH）3 ， 请写出产生Al（OH）3反应的离子方程式 ．
（5）碳酸钠溶液在过程Ⅲ和IV中所起作用有所不同，请写出在过程Ⅳ中起的作用是 ．
（6）实验室模拟生产过程V中，必须使用的仪器，除酒精灯、三脚架外，还需、 ．

Answer 1

【答案】
（1）搅拌、适当提高温度、粉碎、适当提高溶液浓度等
（2）2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑
（3）4Co2O3?CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O；Co2O3?CoO可氧化盐酸产生Cl2 ， 污染环境
（4）2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑
（5）调整pH，提供CO32﹣ ， 使Co2+沉淀为CoCO3
（6）泥三角；坩埚
【解析】解：操作Ⅰ利用了铝能溶解在氢氧化钠溶液的性质，将铝从废料中分离出来，过滤后得到含Co2O3CoO的钴渣，再用酸溶解过滤后得到含Co3+及Al3+、Li+的滤液，通过调整溶液的pH得到Al（OH）3和LiF沉淀，再过滤得到含Co3+的滤液，再滴加Na2CO3溶液得到CoCO3沉淀，经过滤、洗涤沉淀，最后将CoCO3进行加热分解可得CoO粉末，（1）升高温度、搅拌、减小固体的颗粒等均能加速固体的溶解，所以为了提高溶浸工序中原料的浸出效率，可以采取的措施有：适当升高温度，搅拌，研磨矿石，适当提高稀硫酸的浓度，所以答案是：搅拌、适当提高温度、粉碎、适当提高溶液浓度等；（2）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↑，
所以答案是：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑；（3）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Co2O3CoO氧化生成有毒的氯气而污染环境，所以不能盐酸，
所以答案是：4Co2O3CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O；Co2O3CoO可氧化盐酸产生Cl2 ， 污染环境；（4）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，水解的离子方程式为：2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑，
所以答案是：2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑；（5）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CO32﹣ ， 使Co2+沉淀为CoCO3 ， 所以答案是：调整pH，提供CO32﹣ ， 使Co2+沉淀为CoCO3；（6）过程V为加热固体，常用仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚等，所以答案是：泥三角、坩埚．