Question

【題目】金屬是重要但又匱乏的戰(zhàn)略資源。從廢舊鋰電池的電極材料（主要為附在鋁箔上的LiCoO2，還有少量鐵的氧化物）中回收鈷的一種工藝流程如下

請回答下列問題

（1）在焰色反應實驗中，可用鈷玻璃觀察鉀元素的焰色，該鈷玻璃的顏色為_______。

（2）”溶液A中溶質(zhì)除NaOH外，還有______。“鈷渣”中LiCoO2溶解時的離子方程式為___________________________________。

（3）在“濾液”中加入20﹪Na2CO3溶液，目的是_________；檢驗“濾液1”中Fe2+是否完全被氧化、不能用酸性KMnO4溶液，原因是___________________________。

（4）如將硫酸改為鹽酸浸取“鈷渣“，也可得到Co2+。

①浸取時，為提高”鈷渣”中浸取率，可采取的措施有_____________（任寫一條）。

②工業(yè)生產(chǎn)中一般不用鹽酸浸取“鈷渣”，其原因是_____________________。

（5）”鈷沉淀”的化學式可表示為CoCO3·yCo(OH)2。稱取5．17g該樣品置于硬質(zhì)玻璃管中，在氮氣中加熱．使樣品完全分解為CoO，生成的氣體依次導入足量的濃硫酸和堿石灰中，二者分別增重0．54g和0．88g。則“鈷沉淀”的化學式為__________。

Answer 1

【答案】藍色 NaAlO2 或：偏鋁酸鈉 8LiCoO2＋S2O32－＋22H＋==8Li＋＋8Co2＋＋2SO42－＋11H2O 調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)換為Fe(OH)3沉淀 Co2＋、S2O32－也能使KMnO4溶液褪色 粉碎；攪拌；升高溫度 LiCoO2可氧化鹽酸，產(chǎn)生的Cl2會污染環(huán)境 2CoCO3·3Co(OH)2

【解析】

（1）觀察鉀元素的焰色，黃色火焰會干擾，因此需要通過藍色鈷玻璃進行觀察；

（2）電極材料中加入NaOH溶液，根據(jù)流程以及電極材料的成分，只有Al與NaOH溶液發(fā)生反應：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，溶液A中溶質(zhì)除NaOH外，還有NaAlO2；Na2S2O3具有還原性，LiCoO2作氧化劑，Co被還原成Co2＋，離子方程式為8LiCoO2＋S2O32－＋22H＋=8Li＋＋8Co2＋＋2SO42－＋11H2O；

（3）根據(jù)流程，濾液1中含有鐵元素和鋰元素等雜質(zhì)，濾液2中除去Li＋，則濾液1中加入NaClO3將Fe2＋氧化成Fe3＋，加入Na2CO3溶液，調(diào)節(jié)pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀；“鈷渣”操作步驟中加入Na2S2O3是過量，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，同時濾液1中含有Co2＋，也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色；

（4）①提高浸取率的采取措施有粉碎、攪拌、升高溫度、適當提高硫酸的濃度等；

②Co3＋的氧化性強于Cl2，用鹽酸浸取，LiCoO2將鹽酸中Cl元素氧化成Cl2，Cl2有毒，污染環(huán)境；

（5）根據(jù)題意，濃硫酸吸收產(chǎn)生H2O，即n(H2O)=0.54g/18g·mol－1=0.03mol，堿石灰的作用是吸收CO2，即n(CO2)=0.88g/44g·mol－1=0.02mol，因此有5.17g/M[CoCO3 ·yCo(OH)2]g·mol－1=0.02mol，解得y=3/2，即“鈷沉淀”的化學式為2CoCO3·3Co(OH)2。