Question

【題目】Co3O4是制備石墨烯電池正極材料LiCoO2的原料。以鈷礦石(主要成分為Co3S4，含有少量FeO、Fe2O3、Al2O3等雜質)為原料制取Co3O4的工藝流程如圖：

己知：Co與Fe為活潑金屬，氧化性由強到弱的順序為：Co3+＞Fe3+＞Co2+。

幾種氫氧化物的溶度積如下表：

氫氧化物	Co(OH)2	Fe(OH)2	Co(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)3
溶度積(Ksp)	2.0×10－15	8.0×10－16	2.0×10－44	1.3×10－33	4.0×10－39

下列有關說法錯誤的是

A.溶解池中生成H2的離子反應方程式為：Co+2H+=Co2++H2↑

B.加入試劑1的目的是將Fe2+氧化為Fe3+，試劑1可選用雙氧水或碘水

C.殘渣1的主要成分為Fe(OH)3

D.操作Ⅱ包括過濾、洗滌、干燥和灼燒四個步驟

Answer 1

【答案】BC

【解析】

鈷礦石主要成分為Co3S4，含有少量FeO、Fe2O3、Al2O3等雜質，煅燒后用鹽酸溶解，溶液中陽離子主要有Co3+、Fe3+、Al3+及未反應的H+，加入Co粉會有氫氣生成，由于氧化性Co3+＞Fe3+＞Co2+，Co將Co3+、Fe3+還原為Co2+、Fe2+；根據幾種氫氧化物的溶度積數(shù)據，需要將Fe2+轉化為Fe3+除去，因此加入試劑1的目的是將Fe2+氧化為Fe3+，加入碳酸鈉調節(jié)pH，使Fe3+、Al3+轉化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，過濾除去，濾液中加入濃氨水調節(jié)pH使Co2+轉化為Co(OH)2沉淀，過濾分離，Co(OH)2灼燒得到Co3O4，濾液中含有氯化鈉、氯化銨等。據此分析解答。

A．Co與HCl發(fā)生置換反應生成CoCl2與H2，反應離子方程式為：Co+2H+=Co2++H2↑，故A正確；

B．試劑1是將Fe2+氧化為Fe3+，碘水不能將Fe2+氧化為Fe3+，雙氧水可以將Fe2+氧化為Fe3+，且還原產物為水，故B錯誤；

C．加入碳酸鈉調節(jié)pH，使Fe3+、Al3+轉化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，殘渣I的主要成分為：Fe(OH)3、Al(OH)3，故C錯誤；

D．操作Ⅱ是將Co(OH)2固體與液體分離，然后將Co(OH)2灼燒生成Co3O4，操作Ⅱ包括過濾、洗滌、干燥，灼燒四個步驟，故D正確；

故選BC。