题目内容
【题目】一种含铝、锂、钴的新型电子材料,生产中产生的废料数量可观,废料中的铝以金属铝箔的形式存在;钴以Co2O3CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面;锂混杂于其中.从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下:
(1)过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al,反应的离子方程式为 .
(2)过程II中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴.则浸出钴的离子反应方程式为 (产物中只有一种酸根).请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因 .
(3)碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同,请分别用离子方程式表示在过程III、IV中起的作用: .
【答案】2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑4Co2O3CoO+S2O32﹣+22H+=12Co2++2SO42﹣+11H2OCo2O3CoO可氧化盐酸产生Cl2污染环境2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ Co2++CO32﹣=CoCO3↓;
【解析】由题意知,废料在碱溶时,其中大多数的铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,过滤,分离出偏铝酸钠溶液和钴渣。钴渣经稀H2SO4酸化、Na2S2O3将+3价Co还原得到了含Co2+的溶液,因为产物中只有一种酸根,所以S2O32-被氧化为SO42-。浸出液经后续处理,Al3+与CO32-双水解转化为氢氧化铝沉淀,Li+转化为碳酸锂沉淀,将杂质元素铝和锂除去,得到含Co2+的滤液。滤液用30%碳酸钠溶液调pH,得到CoCO3沉淀。该沉淀经煅烧得到了粗产品CoO。
(1). 过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al,反应的离子方程式为:2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑
(2). 过程II中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴.则浸出钴的离子反应方程式为: 4Co2O3CoO+S2O32﹣+22H+=12Co2++2SO42﹣+11H2O ,由此可知+3价Co具有很强的氧化性,所以如果用盐酸酸化,Co2O3CoO可氧化盐酸产生Cl2污染环境 。
(3). 碳酸钠溶液在过程III和IV中因为浓度不同、控制的pH不同,所起作用也有所不同。过程III中是为了除去杂质离子,离子方程式为 2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ ,过程IV是为了沉钴,离子方程式为 Co2++CO32﹣=CoCO3↓。
【题目】
第一步:配制饱和NaCl溶液,倒入烧杯中加热;
第一步:控制温度在30-35 ℃。边搅拌边分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕后,继续保温30分钟;
第三步:静置、过滤得NaHCO3晶体.用少量蒸馏水洗涤除去杂质,然后抽干;
第四步:将第二步所得固体转入蒸发皿中,灼烧2小时,制得纯碱固体,
已知:温度高于35℃时,NH4HCO3会分解。有关盐的溶解度(g/100g水)如下表:
盐 | 0℃ | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ | 50℃ | 60℃ | 100℃ |
NaCl | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 | 37.0 | 37.3 | 39.8 |
NH4HCO3 | 11.9 | 15.8 | 21.0 | 27.0 | —— | —— | —— | —— |
NaHCO3 | 6.9 | 8.1 | 9.6 | 11.l | 12.7 | 14.5 | 16.4 | —— |
NH4Cl | 29.4 | 33.3 | 37.2 | 41.4 | 45.8 | 50.4 | 55.3 | 77.3 |
回答下列问题:
(1)反应温度控制在30-35℃范围内,应采取的加热方法为 ,反应温度不能高于35℃的理由是 .
(2)第三步静置后析出NaHCO3晶体的原因是 ;用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去杂质粒子 (用离子符号表示)。
(3)若向过滤所得母液中加入 (填写试剂名称),并作进一步处理,使NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4Cl。
(4)纯碱产品不纯,含有NaHCO3、NaCl等杂质。测定纯碱中NaHCO3含量的方法是:准确称取纯碱样品Wg,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加l-2滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为cmol/L的盐酸滴定至溶液由红色到无色(指示CO32-+H+=HCO3-反应的终点), 所用盐酸体积为V1mL,再加1-2滴甲基橙指示剂,继续用盐酸滴定至溶液由黄变橙,所用盐酸总体积为V2mL。
① 实验室配制一定体积cmol/L盐酸需用的仪器除了容量瓶、烧杯、量筒外还需 ;在容量瓶的使用方法中,下列操作正确的是 (填写标号)
a.使用容量瓶前检验它是否漏水
b.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗
c.配制溶液时,如果试样是固体,把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中.然后加蒸馏水定容
d.用容量瓶把溶液配制完成以后.直接贴上标签,放置备用
e.定容后盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手指托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动几次
② 写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式:NaHCO3(%)= 。