Question

【題目】一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料數(shù)量可觀，廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在；鈷以Co2O3CoO的形式存在，吸附在鋁箔的單面或雙面；鋰混雜于其中．從廢料中回收氧化鈷(CoO)的工藝流程如下：

(1)過(guò)程I中采用NaOH溶液溶出廢料中的Al，反應(yīng)的離子方程式為 ．

(2)過(guò)程II中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出鈷．則浸出鈷的離子反應(yīng)方程式為 (產(chǎn)物中只有一種酸根)．請(qǐng)從反應(yīng)原理分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因 ．

(3)碳酸鈉溶液在過(guò)程III和IV中所起作用有所不同，請(qǐng)分別用離子方程式表示在過(guò)程III、IV中起的作用： ．

Answer 1

【答案】2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑4Co2O3CoO+S2O32﹣+22H+=12Co2++2SO42﹣+11H2OCo2O3CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl2污染環(huán)境2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑ Co2++CO32﹣=CoCO3↓；

【解析】由題意知，廢料在堿溶時(shí)，其中大多數(shù)的鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，過(guò)濾，分離出偏鋁酸鈉溶液和鈷渣。鈷渣經(jīng)稀H2SO4酸化、Na2S2O3將+3價(jià)Co還原得到了含Co2+的溶液，因?yàn)楫a(chǎn)物中只有一種酸根，所以S2O32-被氧化為SO42-。浸出液經(jīng)后續(xù)處理，Al3+與CO32-雙水解轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，Li+轉(zhuǎn)化為碳酸鋰沉淀，將雜質(zhì)元素鋁和鋰除去，得到含Co2+的濾液。濾液用30%碳酸鈉溶液調(diào)pH,得到CoCO3沉淀。該沉淀經(jīng)煅燒得到了粗產(chǎn)品CoO。

(1). 過(guò)程I中采用NaOH溶液溶出廢料中的Al，反應(yīng)的離子方程式為：2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑

(2). 過(guò)程II中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出鈷．則浸出鈷的離子反應(yīng)方程式為： 4Co2O3CoO+S2O32﹣+22H+=12Co2++2SO42﹣+11H2O ，由此可知+3價(jià)Co具有很強(qiáng)的氧化性，所以如果用鹽酸酸化，Co2O3CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl2污染環(huán)境 。

(3). 碳酸鈉溶液在過(guò)程III和IV中因?yàn)闈舛炔煌�、控制�?/span>pH不同，所起作用也有所不同。過(guò)程III中是為了除去雜質(zhì)離子，離子方程式為 2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑ ，過(guò)程IV是為了沉鈷，離子方程式為 Co2++CO32﹣=CoCO3↓。