Question

废旧硬质合金刀具中含碳化钨（WC）、金属钴（Co）及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co，工艺流程简图如下：
（1）电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液，阴极主要的电极反应为            ；
（2）净化步骤所得滤饼的主要成分是Fe(OH)₃，回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的          ；
（3）溶液I的主要成分是NH₄Cl，洗涤CoC₂O₄不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是               ；
（4）将Co₂O₃还原成Co粉的化学方程式为                     。

Answer 1

（1）2H⁺+2e^-=H₂↑
（2）Fe(OH)₃  Co²⁺
(3) NH₄C，焙烧时NH₄Cl分解放出NH₃和HCl气体
（4）3H₂+Co₂O₃2Co+3H₂O

（1）电解时阴极得到电子，由于HCl是电解质溶液，所以阴极是氢离子放电生成氢气，电极反应式是2H⁺+2e-=H₂↑；
（2）电解时阳极是铁失去电子，生成亚铁离子，然后加入双氧水将亚铁离子氧化生成铁离子，在加入氨水则生成氢氧化铁沉淀，即净化步骤所得滤饼的主要成分是Fe(OH)₃；回收的洗涤液中含有Co²⁺。
（3）由于电解质溶液是盐酸，在反应过程中加入了氨水和草酸铵，所以过滤后溶液I的主要成分是NH₄Cl；洗涤CoC₂O₄不充分，会附着氯化铵，在煅烧是氯化铵分解生成氨气和氯化氢，从而造成环境污染。
（4）氢气还原Co₂O₃生成C_O粉的同时，还有水生成，反应的化学方程式是
3H₂+Co₂O₃2Co+3H₂O。