Question

【题目】由一种含钴、铝、锂的电子元件废料（钴以Co2O3·CoO形式吸附在铝箔表面，少量锂混杂其中）回收氧化钴(CoO)的工艺流程如图：

（1）“碱溶”阶段发生的主要反应的离子方程式为___。

（2）“浸出”阶段加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴，得到可溶性硫酸盐，则浸出钴的化学方程式为____。实际工业生产中不用盐酸浸出钴，除了盐酸的挥发性外，更重要的原因是____。

（3）“除杂”阶段将仍残留的微量Al3+、Li+转化为铝锂渣(主要成分是LiF和Al(OH)3)，Na2CO3溶液的主要作用是___。

（4）“沉钴”阶段获得碳酸钴需控制溶液pH8～8.5，可能的原因是____。

（5）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。CoCl2·6H2O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的示意关系如图，B物质的化学式是___。

Answer 1

【答案】2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑ 4Co2O3CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O 盐酸可能会被氧化产生Cl2，污染环境 调节pH，促进铝离子水解产生氢氧化铝沉淀 pH过低不利于CoCO3沉淀完全，pH过高会产生Co(OH)2沉淀 CoCl2·H2O

【解析】

废料中加入氢氧化钠溶液铝转化为偏铝酸钠，将铝从废料中分离出来，过滤后得到含Co2O3·CoO的钴渣，再用硫酸溶解，同时加入硫代硫酸钠还原Co3＋，然后加入碳酸钠溶液调节pH利用NaF沉淀Li＋，过滤后向滤液中碳酸钠沉钴得到CoCO3沉淀，经过滤洗涤沉淀，最后将CoCO3进行加热分解可得CoO粉末，据此解答。

（1）“碱溶”阶段铝溶解，发生的主要反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑。

（2）“浸出”阶段加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴，得到可溶性硫酸盐，反应中硫代硫酸钠是还原剂，+3价钴得到电子，则浸出钴的化学方程式为4Co2O3CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O。实际工业生产中不用盐酸浸出钴，除了盐酸的挥发性外，更重要的原因是盐酸具有还原性，易被氧化为氯气而污染环境。

（3）“除杂”阶段将仍残留的微量Al3+、Li+转化为铝锂渣[主要成分是LiF和Al(OH)3)]，因此Na2CO3溶液的主要作用是调节pH，促进铝离子水解产生氢氧化铝沉淀。

（4）由于pH过低不利于CoCO3沉淀完全，pH过高会产生Co(OH)2沉淀，因此“沉钴”阶段获得碳酸钴需控制溶液pH8～8.5。

（5）476mgCoCl2·6H2O的物质的量是0.476g÷238g/mol＝0.002mol，其中水的质量是0.216g，根据图像可知固体质量由476mg变为332mg，质量减少144mg，这说明该阶段减少水的物质的量是0.144g÷18g/mol＝0.008mol，剩余水的物质的量是0.004mol，质量是0.072g，则A时对应物质的化学式为CoCl2·2H2O。A到B阶段固体质量减少332mg－296mg＝36mg，则剩余水的质量是72mg－36mg＝36mg，物质的量是0.002mol，因此B对应物质的化学式是CoCl2·H2O。