Question

【题目】三氧化二钴（Co2O3）常用于制滤光眼镜的添加剂、催化剂和氧化剂。以含钴废料（主要成分CoO、Co2O3，含有少量MnO2、NiO、Fe3O4）为原料制备Co2O3的流程如下：

(1)研磨的目的是____________。滤渣1的主要成分为______________（填化学式）。

(2)酸浸时双氧水的作用有___________。不能用盐酸代替硫酸，因为Co2O3与盐酸反应生成Cl2，污染境，该反应的离子方程式为__________。

(3)在实验室里，萃取操作要用到的玻璃仪器主要有___________。有机相再生时提取出的Ni2＋可用于制备氢镍电池，该电池充电时的总反应为Ni（OH）2＋MNiOOH＋MH。则放电时正极的电极反应式为__________。

(4)沉钴时发生反应的离子方程式为_______。煅烧时发生反应的化学方程式为_______。

Answer 1

【答案】增大固体与液体的接触面积，使酸浸速率更快，酸浸更充分 MnO2 亚铁离子氧化为铁离子 Co2O3+6H++2Cl-= 2Co2++ Cl2↑+3H2O 分液漏斗、烧杯 NiOOH+e-+H+= Ni（OH）2 2 Co2++HCO3-+3NH3H2O= Co2(OH)2CO3+3NH4++H2O 2Co2(OH)2CO3+O22Co2O3+2CO2+2H2O

【解析】

含钴废料（主要成分CoO、Co2O3，含有少量MnO2、NiO、Fe3O4）为原料制备Co2O3；先把原料进行酸浸，MnO2与稀硫酸不反应，成为滤渣；滤液中含有Co2+、Co3+、Ni2+、Fe2+、Fe3+等离子；调整溶液的pH，铁离子生成沉淀滤出；再把滤液进行萃取，含有Ni2+的物质进入有机相，水溶液中含有Co2+，然后加入碳酸氢铵和氨水，反应生成Co2(OH)2CO3，然后煅烧生成Co2O3，据以上分析进行解答。

(1)研磨的目的是增大固体与液体的接触面积，使酸浸速率更快，酸浸更充分；根据流程可知，铁离子变为氢氧化铁，镍离子进入有机相，水溶液中含有Co2+，经过一系列过程，最后得到氧化钴，所以滤渣1的主要成分为MnO2；综上所述，本题答案是：增大固体与液体的接触面积，使酸浸速率更快，酸浸更充分；MnO2。

(2)酸浸时，加入双氧水能够把亚铁离子氧化为铁离子；Co2O3与盐酸发生氧化还原反应生成Cl2，Co Cl2和水，该反应的离子方程式为：Co2O3+6H++2Cl-= 2Co2++ Cl2↑+3H2O；综上所述，本题答案是：亚铁离子氧化为铁离子；Co2O3+6H++2Cl-= 2Co2++ Cl2↑+3H2O。

(3)在实验室里，萃取操作要用到的玻璃仪器主要有分液漏斗、烧杯；电池充电时的总反应为Ni（OH）2＋MNiOOH＋MH，放电时正极发生还原反应，所以正极的电极反应式为：NiOOH+e-+H+= Ni（OH）2；综上所述，本题答案是：分液漏斗、烧杯；NiOOH+e-+H+= Ni（OH）2。

(4)根据流程可知：含有Co2+离子的溶液中加入碳酸氢铵和氨水，反应生成Co2(OH)2CO3；沉钴时发生反应的离子方程式为：2 Co2++HCO3-+3NH3H2O=Co2(OH)2CO3+3NH4++H2O；在空气中煅烧Co2(OH)2CO3，反应生成Co2O3和CO2，化学方程式为：2Co2(OH)2CO3+O22Co2O3+2CO2+2H2O；综上所述，本题答案是：2Co2++HCO3-+3NH3H2O=Co2(OH)2CO3+3NH4++H2O；2Co2(OH)2CO3+O22Co2O3+2CO2+2H2O 。