Question

一种含铝、锂、钴的电子废料中，铝以铝箔的形式存在，钴以Co₃O₄的形式存在（吸附在铝箔的单面或双面），锂混杂于其中．从该废料中回收Co₃O₄的工艺流程如下：

（1）溶液A的溶质的主要成分为______．（填化学式）
（2）钴渣中加入稀H₂SO₄酸化后，再加入Na₂S₂O₃溶液可以浸出钴离子，则浸出钴离子的离子方程式为（产物中只有一种酸根）______．
（3）在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴离子，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离子的主要原因：______．
（4）加入NaF的反应为：Li⁺+F^-?LiF↓，该反应的平衡常数表达式为K=______．
（5）加入30%Na₂CO₃溶液的作用是______．
（6）在空气中锻烧CoCO₃生成Co₃O₄的化学方程式是______．

Answer 1

解：（1）铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，锂和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化锂，氢氧化锂和偏铝酸钠都是可溶性的，所以溶液中存在NaAlO₂、LiOH，故答案为：NaAlO₂、LiOH；
（2）Co₃O₄和硫代硫酸根离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成硫酸根离子、二价钴离子和水，离子反应方程式为：4Co₃O₄+S₂O₃^2-+22H⁺=12Co²⁺+2SO₄^2-+11H₂O，
故答案为：4Co₃O₄+S₂O₃^2-+22H⁺=12Co²⁺+2SO₄^2-+11H₂O；
（3）盐酸具有还原性，能被Co₂O₃?CoO氧化生成有毒的氯气而污染环境，所以不能盐酸，
故答案为：Co₂O₃?CoO可氧化盐酸产生Cl₂污染环境（或盐酸挥发污染环境，合理答案均可）；
（4）平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，所以其平衡常数=1/[c（Li⁺）?c（F^-）]，
故答案为：1/[c（Li⁺）?c（F^-）]；
（5）碳酸钠和钴离子反应生成难溶性的碳酸钴，所以加入碳酸钠是将钴离子沉淀，故答案为：沉淀钴离子（或形成CoCO₃沉淀）；
（6）煅烧碳酸钴时，碳酸钴被氧化生成Co₃O₄和二氧化碳，反应方程式为：6CoCO₃+O₂2Co₃O₄+6CO₂，故答案为：6CoCO₃+O₂2Co₃O₄+6CO₂．
分析：（1）铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，锂和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化锂；
（2）Co₃O₄和硫代硫酸根离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成硫酸根离子、二价钴离子和水；
（3）盐酸具有还原性，能被Co₂O₃?CoO氧化生成有毒的氯气；
（4）平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
（5）碳酸钠和钴离子反应生成难溶性的碳酸钴；
（6）煅烧碳酸钴时，碳酸钴被氧化生成Co₃O₄和二氧化碳．
点评：本题考查了金属及其化合物的性质，明确Co₃O₄的性质，难度不大．