Question

废旧硬质合金刀具中含碳化钨（WC）、金属钴（Co）及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co．工艺流程简图如下：

（1）电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液．阴极主要的电极反应为

 

．
（2）净化步骤所得滤饼的主要成分是

 

．回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的

 

．
（3）溶液I的主要成分是

 

．洗涤CoC₂O₄不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是

 

．
（4）将Co₂O₃还原成Co粉的化学方程式为

 

．

Answer 1

分析：（1）电解时阴极得到电子，由于HCl是电解质溶液，所以阴极是氢离子放电生成氢气；
（2）电解时阳极是铁失去电子，生成亚铁离子．然后加入双氧水将亚铁离子氧化生成铁离子，在加入氨水则生成氢氧化铁沉淀，即净化步骤所得滤饼的主要成分是Fe（OH）₃；
回收的洗涤液中含有Co²⁺，因此目的是回收利用其中的Co²⁺；
（3）由于电解质溶液是盐酸，在反应过程中加入了氨水和草酸铵，所以过滤后溶液I的主要成分是NH₄Cl；
洗涤CoC₂O₄不充分，会附着氯化铵，在煅烧是氯化铵分解生成氨气和氯化氢，从而造成环境污染．
（4）氢气还原Co₂O₃生成CO粉的同时，还有水生成．

解答：解：（1）电解时阴极得到电子，由于HCl是电解质溶液，所以阴极是氢离子放电生成氢气，电极反应式是2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）电解时阳极是铁失去电子，生成亚铁离子．然后加入双氧水将亚铁离子氧化生成铁离子，在加入氨水则生成氢氧化铁沉淀，即净化步骤所得滤饼的主要成分是
Fe（OH）₃；回收的洗涤液中含有Co²⁺，因此目的是回收利用其中的Co²⁺，
故答案为：Fe（OH）₃；Co²⁺；
（3）由于电解质溶液是盐酸，在反应过程中加入了氨水和草酸铵，所以过滤后溶液I的主要成分是NH₄Cl；
洗涤CoC₂O₄不充分，会附着氯化铵，在煅烧是氯化铵分解生成氨气和氯化氢，从而造成环境污染．
故答案为：NH₄Cl；焙烧时NH₄Cl分解放出 NH₃ 和HCl气体；
（4）氢气还原Co₂O₃生成CO粉的同时，还有水生成，反应的化学方程式是3H₂+Co₂O₃

高温  .

2Co+3H₂O，
故答案为：3H₂+Co₂O₃

高温  .

2Co+3H₂O．

点评：本题以电解法回收WC和Co工艺流程为载体，考查电解原理、对工艺流程的理解、常用化学用语等，难度中等，理解工艺流程是解题的关键，需要学生具有扎实的基础与综合运用知识分析、解决问题的能力．