Question

【题目】钴（Co）及其化合物在工业上有广泛应用．为从某工业废料中回收钴，某学生设计流程如下（废料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物质）．

已知：①物质溶解性：LiF难溶于水，CoCO3难溶于水；

②部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表．

	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

请回答：

（1）Ⅰ中得到含铝溶液的反应的离子方程式是 。

（2）Ⅰ中得到钴渣的实验操作是 （填操作名称）。

（3）写出步骤Ⅱ中Co2O3与盐酸反应生成Cl2的离子方程式： ．

（4）步骤Ⅲ中调节溶液的pH时， pH的范围是 。

（5）废渣中的主要成分有 ．

（6）在空气中加热10.98g草酸钴晶体（CoC2O42H2O）样品，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如表．

温度范围/℃	固体质量/g
150～210	8.82
290～320	4.82
890～920	4.5

②加热到210℃时，固体物质的化学式为： ．

③经测定，加热到210～310℃过程中的生成物只有CO2和钴的氧化物，此过程发生反应的化学方程式为： ．．

Answer 1

【答案】（1）2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑；（2）过滤；

（3）Co2O3+6H++2Cl﹣=2Co2++Cl2↑+3H2O；

（4）3.2≤PH<7.15，（5）Fe（OH）3，LiF；

（6）①CoC2O4；②3CoC2O4+2O2===Co3O4+6CO2。

【解析】试题分析：（1）Al和氢氧化钠溶液反应，其离子反应方程式为：2Al＋2OH－＋2G2O=2AlO2－＋3H2↑；（2）得到滤液和滤渣，因此采用操作步骤是过滤；（3）Co2O3作氧化剂，化合价由＋3价→＋2价，化合价共降低2价，HCl中Cl由－1价→0价，化合价升高1价，最小公倍数为2，因此离子反应方程式为Co2O3＋2Cl－＋6H＋=2Co2＋＋3H2O＋Cl2↑；（4）溶液中含有杂质离子是Li＋和Fe3＋，根据流程图，Fe3＋转化成Fe（OH）3，但Co2＋不能转化成沉淀，即pH的范围为3.2≤pH<7.15；（5）根据信息LiF难溶于水，因此得到废渣是Fe（OH）3和LiF；（6）①CoC2O4·2H2O失去全部结晶水的质量为：10.98×147/183g=8.82g，即加热到210℃时，固体物质是CoC2O4；②根据元素守恒，n（CO2）=8.82×2/147mol=0.12mol，质量为0.12×44g=5.28g，固体量减少（8.82－4.82）g=4g，说明有气体参加反应，即氧气参加，氧气的质量为（5.28－4）g=1.28g，其物质的量为1.28/32mol=0.04mol，n（COC2O4）:n（O2）=n（CO2）=8.82/147：0.04：0.12=0.06：0.08：0.12=3：2：6，依据原子守恒，3CoC2O4+2O2===Co3O4+6CO2。