Question

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(CO₃^2-)             B．c(Na⁺) > c(CO₃^2-) > c(HCO₃^-)

C．c(OH^-) > c(HCO₃^-) > c(H⁺)      D．c(OH^-) - c(H⁺)＝c(HCO₃^-) + 2c(H₂CO₃)

Answer

（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）

【解析】

试题分析：（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．

考点：物质分离和提纯方法和基本操作的综合应用；离子浓度大小比较。