Question

废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：

(1)电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为____________________________________________________。

(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是____________。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的____________。

(3)溶液Ⅰ的主要成分是____________。洗涤CoC₂O₄不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是_______________________ _________________________________________________。

(4)将Co₂O₃还原成Co粉的化学反应方程式为________________________ _________________________________________________________________。

Answer 1

解析　本题考查电解原理、除杂、洗涤沉淀，氧化还原反应方程式的书写，意在考查考生对化工流程的分析能力和综合运用知识的能力。(1)阴极发生还原反应，应是H^＋放电生成氢气。(2)废旧刀具作阳极，电解时阳极产生Co^2＋和Fe^2＋，加入双氧水后Fe^2＋被氧化生成Fe^3＋，通入氨气后生成Fe(OH)₃沉淀，即滤饼的主要成分是Fe(OH)₃。洗涤液中含有Co^2＋，可循环使用。(3)加入的草酸铵与CoCl₂反应，生成草酸钴和氯化铵，则溶液Ⅰ中主要含有NH₄Cl。若草酸钴表面的NH₄Cl未洗净，则焙烧时NH₄Cl分解产生NH₃和HCl，造成环境污染。(4)Co₂O₃～6e^－～2Co，H₂～2e^－～H₂O，根据得失电子守恒有Co₂O₃～3H₂，可得Co₂O₃＋3H₂===2Co＋3H₂O。

答案　(1)2H^＋＋2e^－===H₂

(2)Fe(OH)₃　Co^2＋(或Co)

(3)NH₄Cl　焙烧时NH₄Cl分解产生NH₃和HCl

(4)Co₂O₃＋3H₂===2Co＋3H₂O