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  一种含有铝、锂、钴新型电子材料,铝以金属铝箔的形式存在,钴以Co2O3•CoO的形式吸附于铝箔表面,锂混杂于其中.从其电子废料中回收碳酸钴(CoCO3)的工艺流程如下:(1)过程Ⅰ中采

  一种含有铝、锂、钴新型电子材料,铝以金属铝箔的形式存在,钴以Co2O3•CoO的形式吸附于铝箔表面,锂混杂于其中.从其电子废料中回收碳酸钴(CoCO3)的工艺流程如下:

  (1)过程Ⅰ中采用NaOH溶液溶解废料中的铝,反应的离子方程式为___.

  (2)过程Ⅱ中加入稀硫酸酸化,再加入Na2S2O3溶液浸出钴,写出浸出钴的化学方程式___

  (3)在碳酸钠溶液中存在多种粒子,下列各粒子浓度关系正确的是___

  A、c(Na+)═2c(CO32-) B、c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)

  C、c(OH-)>c(HCO3-)>C(H+) D、c(OH-)-c(H+)═c(HCO3-)+2c(H2CO3)

  过程Ⅲ加入碳酸钠溶液在沉淀铝时起到重要作用,写出其反应的离子方程式___

  (4)已知0.1摩尔/升的Na2CO3溶液,Na2CO3的水解平衡常数为:Kb1═1×10-7 Kb2=1×10-11

  Co(OH)2的溶度积为:Ksp=1×10-15 CoCO3的溶度积为:Ksp=1×10-13

  则向0.1摩尔/升的碳酸钠溶液中逐底加入0.1摩尔/升CoSO4溶液,开始生成的沉淀为___.过程Ⅳ沉淀钴的反应的离子方程式___.

  (5)锂离子电池充放电过程,发生LiCoO2与Li1-xCoO2的转化,写出锂离子电池充电时的阳极反应的离子方程式:___.

1回答
2020-02-14 20:09
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顾德英

  废料中Al和NaOH溶液反应生成NaAlO2,其它物质和NaOH溶液不反应,过滤得到含铝溶液和钴渣,将钴渣加浸取剂加热到85℃,得到含有Co2+、Li+、Al3+的溶液,向溶液中加入碳酸钠溶液并调节溶液的pH=5,然后加入少量NaF,Al3+和OH-反应生成Al(OH)3沉淀、Li+和F-生成LiF沉淀,Co2+存在于溶液中,然后过滤得到滤渣Al(OH)3、LiF,滤液(含有CoSO4、Na2SO4),最后向溶液中加入Na2CO3得到沉淀CoCO3,

  (1)过程Ⅰ中NaOH溶液和Al反应生成偏铝酸钠和氢气,离子方程式为2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑,故答案为:2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑;

  (2)过程Ⅱ中加入稀硫酸酸化,再加入Na2S2O3溶液浸出钴,硫代硫酸钠和Co2O3•CoO在酸性条件下发生氧化还原反应生成硫酸钴、硫酸钠和水,反应方程式为4Co2O3•CoO+Na2S2O3+11H2SO4═12CoSO4+Na2SO4+11H2O,故答案为:4Co2O3•CoO+Na2S2O3+11H2SO4═12CoSO4+Na2SO4+11H2O;

  (3)A、碳酸钠属于强碱弱酸盐,碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,钠离子不水解,所以c(Na+)>2c(CO32-),故A错误;   

  B、碳酸钠属于强碱弱酸盐,碳酸根离子水解导致溶液呈碱性但水解程度较小,钠离子不水解,所以存在c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-),故B正确;

  C、溶液中碳酸根离子、碳酸氢根离子和水都电离生成氢氧根离子,只有碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子,碳酸根离子、碳酸氢根离子水解都生成氢氧根离子,所以溶液中氢离子浓度很小,所以离子浓度大小顺序是c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),故C正确;    

  D、溶液中存在质子守恒c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3),所以得c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3),故D正确;

  故选BCD;

  过程Ⅲ加入碳酸钠溶液时,碳酸根离子和铝离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳,离子方程式为2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑,

  故答案为:BCD;2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑;

  (4)向0.1摩尔/升的碳酸钠溶液中逐底加入0.1摩尔/升CoSO4溶液,碳酸钠溶液呈碱性,但碱性较小,溶液中>>远远大于c(OH-),溶液中钴离子浓度相等,所以Q(CoCO3)≈0.1×0.1=0.01>Ksp(CoCO3)、Q[Co(OH)2]<Ksp[Co(OH)2],开始生成的沉淀为CoCO3,

  过程Ⅳ中碳酸根离子和钴离子反应生成碳酸钴沉淀,离子方程式为Co2++CO32-═CoCO3↓,

  故答案为:CoCO3;Co2++CO32-═CoCO3↓;

  (5)锂离子电池充电时的阳极反应与其正极反应式相反,阳极上LiCoO2失电子发生氧化反应生成Li1-xCoO2,电极反应式为LiCoO2-xe-═Li1-xCoO2+xLi+,

  故答案为:LiCoO2-xe-═Li1-xCoO2+xLi+.

2020-02-14 20:11:51

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