Question

【題目】CoCO3是一種制造鋰電池電極的原料。以含鈷廢渣（主要成分CoO、Co2O3，還含有Al2O3、 ZnO等雜質）為原料制備CoCO3的一種工藝流程如下：

①相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol/L計算）

②鈷元素常見的化合價為+2、+3，+2鈷有較強的還原性。

③+3鈷的化合物一般呈現粉紅—紅色。

④Ksp[Co(OH）2]=1.58×10-15 Ksp[CoCO3]=1.4×10-13

（1）“酸浸”時通人SO2的目的是 ___________。

（2）“除鋁”時調節溶液pH范圍為 ________，該過程中主要反應的離子方程式為___________________。

（3）“萃取”過程可表示為ZnSO4（水層）+2HX（有機層）ZnX2（有機層）+H2SO4（水層），由有機層獲取ZnSO4溶液的操作是 ___________________。

（4）“沉鈷”時Na2CO3溶液需緩慢滴加的原因是 ____________________。

（5）CoCO3隔絕空氣灼燒可以生成Co2O3，該反應的化學方程式為____________________。

（6）在CoCO3中先加入幾滴丙酮，再邊振蕩邊逐滴加入濃氨水，沉淀逐漸由粉紅色變為土黃色的含Co（NH3）6 2+的溶液，向溶液中緩緩通入一定量的氧氣，溶液最終變為紅色。

①加入丙酮的作用__________________________；②若在該紅色溶液中滴加足量的濃鹽酸生成標準狀況下2.24L C12，則之前往土黃色的溶液中至少應通入標準狀況下__________________________升空氣（空氣中氧氣體積分數為0.20）。

Answer 1

【答案】 將Co3+還原為Co2+ 5.0～5.4 向有機層中加入適量的硫酸溶液充分振蕩，靜置，分液 防止加入過快而產生Co(OH)2沉淀 保護+2鈷不被空氣中氧氣氧化 5.6升

【解析】試題分析：（1）SO2具有還原性；（2）“除鋁”時只能讓鋁離子生成氫氧化鋁沉淀，Co2+、Zn2+不能沉淀；該過程中鋁離子與CO32-發生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳氣體；（3）根據平衡移動原理分析由有機層獲取ZnSO4溶液的操作；（4）Na2CO3溶液滴加過快，溶液PH大于7.6可生成Co(OH)2沉淀；（5）CoCO3隔絕空氣灼燒可以生成Co2O3，根據化合價升降規律，鈷元素化合價升高，碳元素化合價要降低，同時生成CO氣體；（6）①丙酮可以隔絕氧氣；②根據電子守恒計算通入空氣的體積；

解析：（1）SO2具有還原性，“酸浸”時通人SO2可以將Co3+還原為Co2+；（2）“除鋁”時只能讓鋁離子生成氫氧化鋁沉淀，Co2+、Zn2+不能沉淀，所以“除鋁”時調節溶液pH范圍為5.0～5.4；該過程中鋁離子與CO32-發生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳氣體，反應的離子方程式是；（3）“萃取”過程可表示為ZnSO4（水層）+2HX（有機層）ZnX2（有機層）+H2SO4（水層），加入硫酸可使平衡逆向移動，所以由有機層獲取ZnSO4溶液的操作是向有機層中加入適量的硫酸溶液充分振蕩，靜置，分液；（4）“沉鈷”時Na2CO3溶液需緩慢滴加的原因是防止加入過快而產生Co(OH)2沉淀；（5）CoCO3隔絕空氣灼燒可以生成Co2O3，根據化合價升降規律，鈷元素化合價升高，碳元素化合價要降低，同時生成CO氣體，反應方程式是；（6）①丙酮可以隔絕氧氣，保護+2鈷不被空氣中氧氣氧化；②根據電子守恒 ，設需要空氣xL，則

X=5.6L。