【題目】一種從含鋁鋰鈷廢料[鋁箔、CoO和Co2O3(只溶于酸，不溶于堿)及LiCoO2]中回收氧化鈷的工藝流程如下:

回答下列問(wèn)題:

(1)步驟I“堿溶”時(shí)，為提高鋁的去除率，除升高溫度和不斷攪拌外,還可采取的措施是____(列舉1點(diǎn))，“堿溶”時(shí)發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______；步驟II“過(guò)濾、洗滌”過(guò)程中濾渣還會(huì)有少量的Al(OH)3，是因?yàn)?/span>________(填離子方程式)。

(2)步驟III“酸溶”時(shí),Co2O3 轉(zhuǎn)化為CoSO4 的離子方程式為_________。

(3)步驟V“除鋁和鋰”時(shí),調(diào)節(jié)pH的適用范圍是_______(已知該條件下,Al3+開(kāi)始沉淀時(shí)的pH為4.1,沉淀完全時(shí)的pH為4.7.Co2+開(kāi)始沉淀時(shí)的pH為6.9。沉淀完全時(shí)的pH為9.4)；步驟VI所得濾渣的成分為__________。

(4)煅燒CoC2O4時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則CoC2O4分解的化學(xué)方程式是___；若僅從沉淀轉(zhuǎn)化角度考慮，能否利用反應(yīng)CoCO3+ C2O42-=== CoC2O4 + CO32- 將CoCO3 轉(zhuǎn)化為CoC2O4?___ (填“能”或“不能”),說(shuō)明理由:________[已知Ksp(CoCO3) =1.4×10-13,Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8]

【答案】 增大NaOH溶液的濃度(增大液固比)、適當(dāng)延長(zhǎng)浸取時(shí)間(答出一點(diǎn)即可) 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH- 4Co2O3+S2O32-+14H+=8Co2++2SO42-+7H2O 4.76.9或4.7≤pH<6.9 Al(OH)3和LiF CoC2O4CoO+CO↑+CO2↑ 不能 該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=2.22×10-6，轉(zhuǎn)化程度極小

【解析】根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的外因，由于固液反應(yīng)不考慮壓強(qiáng)，所以可以考慮濃度、溫度及接觸面積等，如升高溫度、不斷攪拌、增大NaOH溶液的濃度(增大液固比)、適當(dāng)延長(zhǎng)浸取時(shí)間等；由流程可知“堿溶”時(shí)，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，化學(xué)方程式為： 2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑；步驟II“過(guò)濾、洗滌”過(guò)程，NaAlO2已進(jìn)入濾液，若

濾渣還有少量的Al(OH)3則是NaAlO2水解所致，離子方程為：AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH- ；綜上，本題正確答案為：增大NaOH溶液的濃度(增大液固比)、適當(dāng)延長(zhǎng)浸取時(shí)間(答出一點(diǎn)即可)； 2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑； AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH- 。

（2）步驟III“酸溶”時(shí),Co2O3轉(zhuǎn)化為CoSO4，三價(jià)鈷轉(zhuǎn)化為二價(jià)鈷，加入的Na2S2O3起還原劑作用，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為4Co2O3+S2O32-+14H+=8Co2++2SO42-+7H2O；

故本題正確答案為：4Co2O3+S2O32-+14H+=8Co2++2SO42-+7H2O 。

(3)步驟V“除鋁和鋰”時(shí),使Al3+沉淀完全，而Co2+不沉淀，由信息知，Al3+沉淀完全時(shí)的pH為4.7，Co2+開(kāi)始沉淀時(shí)的pH為6.9，故調(diào)節(jié)pH的適用范圍是 4.76.9或4.7≤pH<6.9；步驟VI加入Na2CO3溶液和溶液中的Al3+發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁沉淀，同時(shí)加入NaF溶液使Li+變?yōu)長(zhǎng)iF沉淀，故步驟VI所得濾渣的成分為：Al(OH)3和LiF。綜上，本題正確答案為：4.76.9或4.7≤pH<6.9 ； Al(OH)3和LiF；

(4)從流程知：煅燒CoC2O4發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成CoO，鈷元素化合價(jià)降低，則碳元素化合價(jià)一定會(huì)升高，即一定有CO2生成，根據(jù)原子守恒可寫(xiě)出并配平化學(xué)方程式為：CoC2O4CoO+CO↑+CO2↑；從沉淀轉(zhuǎn)化角度考慮，若實(shí)現(xiàn)CoCO3+C2O42-=== CoC2O4+ CO32-，

該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=c(CO32-)/c（C2O42-）=Ksp(CoCO3)/Ksp(CoC2O4)=1.4×10-13/6.3×10-8=2.22×10-6，轉(zhuǎn)化程度極小，所以不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。因此，本題正確答案為：CoC2O4CoO+CO↑+CO2↑； 不能，. 該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=2.22×10-6，轉(zhuǎn)化程度極��；

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】鹽酸廣泛應(yīng)用在稀有金屬的濕法冶金、漂染工業(yè)、金屬加工、無(wú)機(jī)藥品及有機(jī)藥物的生產(chǎn)等領(lǐng)域中。HCl 極易溶于水，工業(yè)上用 HCl 氣體溶于水的方法制取鹽酸。

（1）用 12.0mol/L 濃鹽酸配置 230mL 0.3mol/L 的稀鹽酸，需要量取濃鹽酸的體積為___mL；

（2）溶液稀釋過(guò)程中需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、量筒、____________、___________；

（3）溶液稀釋過(guò)程中有以下操作：

a．量取濃鹽酸和一定體積的水，在燒杯中稀釋

b．計(jì)算所需濃鹽酸的體積

c．上下顛倒搖勻

d．加蒸餾水至刻度線 1-2cm 地方，改用膠頭滴管加蒸餾水至凹液面與刻度線相切

e．將稀釋液轉(zhuǎn)移入容量瓶，洗滌燒杯和玻璃棒，并將洗滌液轉(zhuǎn)移入容量瓶，振蕩

以上正確的操作順序?yàn)?/span>____________________________________________(填序號(hào))；

（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的以下操作會(huì)導(dǎo)致最終所配溶液濃度（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

a．量取濃鹽酸時(shí)俯視：______________________；

b．量取濃鹽酸后，清洗了量筒并將洗滌液轉(zhuǎn)移入容量瓶：______________________；

c．實(shí)驗(yàn)前，容量瓶中有少量殘留蒸餾水：______________________；

（5）標(biāo)準(zhǔn)狀況，1L 水中通入 aL HCl 氣體，忽略鹽酸溶液中 HCl 的揮發(fā)，得到的鹽酸溶液密度為 b g/mL，物質(zhì)的量濃度為 ______________________mol/L。

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（3）在容積為2L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，保持其他條件不變，探究溫度對(duì)反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示(T1、T2均大于300℃)。下列說(shuō)法正確的是________________（填序號(hào)）

①溫度為T1時(shí)，從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，生成甲醇的平均速率為v(CH3OH) =mol·L-1·min-1

②該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的小

③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2，達(dá)到平衡時(shí)增大

（4）在T1溫度時(shí)，將1mol CO2和3mol H2充入一密閉恒容容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，若CO2轉(zhuǎn)化率為a，則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為______________。

Ⅱ.將廢水中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)毒物質(zhì)、難溶物質(zhì)及易除去的物質(zhì)，是廢水處理中的重要方法。

（5）含氰廢水中的氰化物常以[Fe(CN)6]3-和CN-的形式存在，工業(yè)上有多種廢水處理方法。其中電解處理法如圖：用如圖所示裝置處理含CN-廢水時(shí)，控制溶液pH為9~10并加入一定量的NaCl，一定條件下電解，陽(yáng)極產(chǎn)生ClO-的將CN-氧化為無(wú)害物質(zhì)而除去。鐵電極為_____________（填“陰極”或“陽(yáng)極”），陽(yáng)極產(chǎn)生的ClO-的電極反應(yīng)為_______________________，陽(yáng)極產(chǎn)生的ClO-的將CN-氧化為無(wú)害物質(zhì)而除去的離子方程式為___________________________。

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