一种含铝、锂、钴的新型电子材料,生产中产生的废料数量可观,废料中的铝以金属铝箔的形式存在;钴以Co2O3·CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面;锂混杂于其中。
从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下:
(1)过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al,反应的离子方程式为 。
(2)过程II中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方程式为(产物中只有一种酸根) 。在实验室模拟工业生产时,也可用盐酸浸出钴,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的主要原因_______________。
(3)过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3,碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用,请写出该反应的离子方程式________________________。
(4)碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同,请写出在过程IV中起的作用是
____________________________________________________________。
(5)在Na2CO3溶液中存在多种粒子,下列各粒子浓度关系正确的是______(填序号)。
A.c(Na+) = 2c(CO32-)
B.c(Na+) > c(CO32-) > c(HCO3-)
C.c(OH-) > c(HCO3-) > c(H+)
D.c(OH-) - c(H+)=c(HCO3-) + 2c(H2CO3)
(1)2Al+2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2↑
(2)4(Co2O3·CoO) + Na2S2O3 + 11H2SO4 = 12CoSO4 + Na2SO4 + 11H2O(3分)
Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2,污染环境。(合理即可)
(3)2Al3++3CO32-+3H2O = 2Al(OH)3↓+3CO2↑
(4)调整pH,提供CO32-,使Co2+沉淀为CoCO3
(5)B C D (有错不得分,答对1个得1分,全对得3分)
题目分析:(1)铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,注意该反应中水是反应物;
(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;盐酸具有还原性,能被Co2O3•CoO氧化生成有毒的氯气;
(3)根据铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳;
(4)碳酸钠溶液在过程Ⅲ中铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳;碳酸钠溶液在过程Ⅳ中调整pH,提供CO32-,使Co2+沉淀为CoCO3;
(5)A.根据电荷书恒判断;
B.根据碳酸根离子发生水解以及水的电离判断出离子浓度的大小;
C.根据碳酸根离子发生水解以及水的电离判断出离子浓度的大小;
D.根据质子守恒判断;
(6)根据关系式CoCl2•6H2O~CoCl2求出CoCl2•6H2O的质量,然后再根据差量法求出A物质的化学式.