Question

【题目】Co3O4是制备石墨烯电池正极材料LiCoO2的原料。以钴矿石(主要成分为Co3S4，含有少量FeO、Fe2O3、Al2O3等杂质)为原料制取Co3O4的工艺流程如图：

己知：Co与Fe为活泼金属，氧化性由强到弱的顺序为：Co3+＞Fe3+＞Co2+。

几种氢氧化物的溶度积如下表：

氢氧化物	Co(OH)2	Fe(OH)2	Co(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)3
溶度积(Ksp)	2.0×10－15	8.0×10－16	2.0×10－44	1.3×10－33	4.0×10－39

下列有关说法错误的是

A.溶解池中生成H2的离子反应方程式为：Co+2H+=Co2++H2↑

B.加入试剂1的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，试剂1可选用双氧水或碘水

C.残渣1的主要成分为Fe(OH)3

D.操作Ⅱ包括过滤、洗涤、干燥和灼烧四个步骤

Answer 1

【答案】BC

【解析】

钴矿石主要成分为Co3S4，含有少量FeO、Fe2O3、Al2O3等杂质，煅烧后用盐酸溶解，溶液中阳离子主要有Co3+、Fe3+、Al3+及未反应的H+，加入Co粉会有氢气生成，由于氧化性Co3+＞Fe3+＞Co2+，Co将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+；根据几种氢氧化物的溶度积数据，需要将Fe2+转化为Fe3+除去，因此加入试剂1的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，加入碳酸钠调节pH，使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤除去，滤液中加入浓氨水调节pH使Co2+转化为Co(OH)2沉淀，过滤分离，Co(OH)2灼烧得到Co3O4，滤液中含有氯化钠、氯化铵等。据此分析解答。

A．Co与HCl发生置换反应生成CoCl2与H2，反应离子方程式为：Co+2H+=Co2++H2↑，故A正确；

B．试剂1是将Fe2+氧化为Fe3+，碘水不能将Fe2+氧化为Fe3+，双氧水可以将Fe2+氧化为Fe3+，且还原产物为水，故B错误；

C．加入碳酸钠调节pH，使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，残渣I的主要成分为：Fe(OH)3、Al(OH)3，故C错误；

D．操作Ⅱ是将Co(OH)2固体与液体分离，然后将Co(OH)2灼烧生成Co3O4，操作Ⅱ包括过滤、洗涤、干燥，灼烧四个步骤，故D正确；

故选BC。