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式为           。
（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粉的化学反应方程式为                 。

Answer 1

（1）2H⁺+2e^-→H₂；
（2）Fe(OH)₃；Co²⁺(或Co)；
（3）NH₄Cl；焙烧时NH₄Cl分解产生NH₃和HCl；
（4）Co₂O₃+3H₂=2Co+3H₂O。

解析（1）电解时用废旧刀具做阳极，阳极是金属离子放电；阴极是溶液中的阳离子放电，故为：2H⁺+2e^-→H₂
（2）净化步骤加入过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，通入氨气后生成Fe(OH)₃沉淀，也就是滤饼的主要成分；洗涤液中含有沉淀表面带有的Co²⁺，可以使其充分利用；
（3）分析流程图，电解液为盐酸，后通入氨气，造成溶液I的主要成分为NH₄Cl；由于铵盐都受热易分解，故此焙烧时NH₄Cl分解产生NH₃和HCl；
（4）用氢气将Co₂O₃还原成Co粉的化学反应方程式为：Co₂O₃+3H₂=2Co+3H₂O。
【考点定位】此题结合工业流程图综合考查了电解原理、流程图的分析、铁及其化合物的性质、铵盐的性质、金属的冶炼等知识。