Question

【题目】工业上利用回收的合金废料（主要含Fe、Cu、Co、Si、Li）进行深度加工的工艺流程如图：

已知：①Fe、Co、Ni为同族元素，化学性质相似

②Li2CO3微溶于水，其饱和溶液的物质的量浓度与温度关系如表所示

温度／℃	10	30	60	90
浓度/mol／L	0.21	0.17	0.14	0.10

回答下列问题：

（1）流程中残渣M的主要成分为____。

（2）“浸出液”中加入H2O2后，为检测Fe2+是否完全被氧化，最佳试剂为____；加入氨水发生反应的离子方程式为_________________。

（3）为减少Li2CO3的溶解损失，“操作3”应为蒸发浓缩、______、洗涤、干燥。

（4）将CoC2O4·2H2O样品于空气中加热，样品质量随温度变化的曲线如图所示，曲线中300℃及以上所得固体为钴的氧化物。实验室中应置于______（填仪器名称）焙烧样品。通过计算确定C点剩余固体的化学成分为_______；试写出B点对应的物质与O2在225℃～300℃发生反应的化学方程式：_______________。

Answer 1

【答案】 Si和Cu K3Fe（CN）6，或铁氰化钾、铁氰酸钾 Fe3++ 3NH3·H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+ 趁热过滤 坩埚 Co3O4 3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2

【解析】合金废料（主要含Fe、Cu、Co、Si、Li）加入盐酸过滤得到残渣M为不与盐酸反应的铜和硅，浸出液中加入过氧化氢，将亚铁离子氧化为铁离子，加入氨水调节溶液PH使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，通过操作Ⅰ过滤得到溶液A，加入草酸铵溶液沉淀钴离子，过滤得到溶液B，主要是锂离子的溶液，加入碳酸钠沉淀锂离子，过滤得到碳酸锂；

（1）.根据上述分析，流程中残渣M的主要成分是Si和Cu，故答案是：Si和Cu；

（2）亚铁离子和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，所以最佳试剂是铁氰化钾；加入氨水使溶液中的铁离子生成氢氧化铁沉淀而除去铁离子，故答案是：K3Fe（CN）6，或铁氰化钾、铁氰酸钾；Fe3++ 3NH3·H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+；

（3）.根据题中表格数据可知，温度越高，Li2CO3的物质的量浓度越小，所以蒸发浓缩后应趁热过滤，故答案为：趁热过滤；

（4）. 将CoC2O4·2H2O样品于空气中焙烧时，应置于坩埚中进行加热；

由图可知，CoC2O42H2O的质量为27.45g，其物质的量约为0.15mol，则Co的物质的量为0.15mol，质量为8.85g，C点钴氧化物质量为12.045g，氧化物中氧元素质量为12.045g－8.85g=3.195g，则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.15mol： ≈3：4，故C点Co氧化物为Co3O4；

B点对应物质的质量为22.05g，与其起始物质的质量相比减少27.45g-22.05g=5.4g，为结晶水的质量，故B点物质为CoC2O4，与氧气反应生成Co3O4和二氧化碳，反应方程式为：3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2，故答案为：坩埚；Co3O4；3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。