| Fe3+ | Co2+ | Co3+ | Al3+ | |
| pH(开始沉淀) | 1.9 | 7.15 | -0.23 | 3.4 |
| pH(完全沉淀) | 3.2 | 9.15 | 1.09 | 4.7 |
分析 该工艺流程为:废料加入氢氧化钠溶液碱浸,得到钴渣,加入盐酸溶解后发生氧化还原反应,氧化钴氧化氯离子为氯气,过滤得到酸溶的溶液加入碳酸钠溶液和NaF溶液净化,除去锂离子和铁离子,在滤液中加入碳酸钠溶液沉淀钴离子为碳酸钴沉淀,加入盐酸和草酸铵溶液得到草酸钴晶体,高温分解得到氧化钴;
(1)步骤Ⅰ中铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气;
(2)Co2O3与盐酸反应生成Cl2,依据得失电子守恒结合原子个数守恒写成反应的离子方程式;
(3)依据表中数据分析判断加入碳酸钠调节溶液PH,沉淀铁离子和锂离子,但不能沉淀钴离子;
(4)NaF与溶液中的Li+形成LiF沉淀,防止锂离子结合碳酸根离子形成碳酸锂沉淀;
(5)210℃~290℃过程中是CoC2O4发生的反应,210℃~290℃过程中产生的气体只有CO2 ,依据元素守恒得到生成CO2物质的量为0.06mol,质量=0.06mol×44g/mol=2.64g,气体质量共计减小=4.41g-2.41g=2g,说明不是分解反应,参加反应的还有氧气,则反应的氧气质量=2.64g-2g=0.64g,O2物质的量=$\frac{0.064g}{32g/mol}$=0.02mol,依据原子守恒配平书写反应的化学方程式;
(6)LiCoO2中锂元素化合价为+1价,则依据放电反应分析判断,LixC中锂元素化合价为0价,由锂离子电池的总反方程式可知C+LiCoO2→LixC+Li1-xCoO2为充电过程即为电解池,则锂硫电池给锂离子电池充电,LiCoO2为阳极失电子发生氧化反应,
解答 解:(1)步骤Ⅰ中铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(2)Co2O3与盐酸反应生成Cl2,反应中钴元素化合价降低为+2价.氯元素化合价-1价变化为0价,依据得失电子守恒可知Co2O3的系数为1,Cl-的系数为2,结合原子个数守恒,反应的离子方程式:Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O;
故答案为:Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O;
(3)依据表中数据分析判断加入碳酸钠调节溶液PH,沉淀铁离子和锂离子,但不能沉淀钴离子,步骤Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是调节溶液的pH,应使溶液的pH不超过7.15,废渣中的主要成分为LiF和Fe(OH)3;
故答案为:7.15; LiF,Fe(OH)3;
(4)NaF与溶液中的Li+形成LiF沉淀,此反应对步骤Ⅳ所起的作用是,降低溶液中Li+浓度,避免步骤Ⅳ中产生Li2CO3沉淀;
故答案为:降低溶液中Li+浓度,避免步骤Ⅳ中产生Li2CO3沉淀;
(5)210℃~290℃过程中是CoC2O4发生的反应,产生的气体只有CO2 ,依据元素守恒得到生成CO2物质的量为0.06mol,质量=0.06mol×44g/mol=2.64g,气体质量共计减小=4.41g-2.41g=2g,说明说明有气体参加反应应为氧气,则反应的氧气质量=2.64g-2g=0.64g,O2物质的量=$\frac{0.064g}{32g/mol}$=0.02mol,则:
n(CoC2O4):n(O2):n(CO2)=0.03:0.02:0.06=3:2:6,
方程式计量系数之比等于转化量之比,所以该反应的方程式为:3CoC2O4+2O2$\frac{\underline{\;210-290℃\;}}{\;}$Co3O4+6CO2;
故答案为:3CoC2O4+2O2$\frac{\underline{\;210-290℃\;}}{\;}$Co3O4+6CO2;
(6)LiCoO2中锂元素化合价为+1价,则依据放电为原电池反应,锂元素化合价升高发生氧化反应分析判断,LixC中锂元素化合价为0价,是锂单质镶嵌在碳中做原电池负极,由锂离子电池的总反方程式可知C+LiCoO2→LixC+Li1-xCoO2为充电过程即为电解池,则锂硫电池给锂离子电池充电,LiCoO2为阳极失电子发生氧化反应:LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2 +xLi+,C为阴极得电子发生还原反应:C+xe-+xLi+=LixC,
故答案为:0,LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+;
点评 本题通过从某工业废料中回收钴的工艺流程考查了化学方程式、离子方程式书写,确各个阶段固体成分及先后分解生成物成分是解本题关键,题目难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| 新鲜肉 | 次鲜肉 | 变质肉 | |
| pH | 5.8-6.2 | 6.3-6.6 | 6.7以上 |
| A. | 不变 | B. | 变强 | C. | 变弱 | D. | 无法确定 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | 屠呦呦女士利用乙醚萃取青蒿素获得了2015年度诺贝尔生理学或医学奖,为人类防治疟疾作出了重大贡献 | |
| B. | 燃放烟花炮竹会加剧“雾霾”的形成,当“雾霾”中粉尘颗粒直径小于2.5 μm时,可能发生丁达尔效应 | |
| C. | 陶瓷、水泥、玻璃、大理石属于硅酸盐产品 | |
| D. | 光导纤维遇强碱会“断路” |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | 铁粉和稀盐酸反应:Fe+2H+═Fe3++H2↑ | |
| B. | 稀硫酸和Ba(OH)2溶液混合:SO42-+Ba2+═BaSO4↓ | |
| C. | CuSO4和NaOH溶液反应:CuSO4+2OH-═Cu(OH)2↓+SO42- | |
| D. | 单质铜和AgNO3溶液反应:Cu+2Ag+═Cu2++2Ag |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | 氧化剂与还原剂的物质的量之比是2:1 | |
| B. | 当生成22.4LSO2气体时,转移的电子数目是2NA | |
| C. | 该反应写成离子式是Cu+4H++SO42-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+SO2↑+2H2O | |
| D. | 制备SO2装置尾气可用如图处理 |
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