Question

【题目】金属是重要但又匮乏的战略资源。从废旧锂电池的电极材料（主要为附在铝箔上的LiCoO2，还有少量铁的氧化物）中回收钴的一种工艺流程如下

请回答下列问题

（1）在焰色反应实验中，可用钴玻璃观察钾元素的焰色，该钴玻璃的颜色为_______。

（2）”溶液A中溶质除NaOH外，还有______。“钴渣”中LiCoO2溶解时的离子方程式为___________________________________。

（3）在“滤液”中加入20﹪Na2CO3溶液，目的是_________；检验“滤液1”中Fe2+是否完全被氧化、不能用酸性KMnO4溶液，原因是___________________________。

（4）如将硫酸改为盐酸浸取“钴渣“，也可得到Co2+。

①浸取时，为提高”钴渣”中浸取率，可采取的措施有_____________（任写一条）。

②工业生产中一般不用盐酸浸取“钴渣”，其原因是_____________________。

（5）”钴沉淀”的化学式可表示为CoCO3·yCo(OH)2。称取5．17g该样品置于硬质玻璃管中，在氮气中加热．使样品完全分解为CoO，生成的气体依次导入足量的浓硫酸和碱石灰中，二者分别增重0．54g和0．88g。则“钴沉淀”的化学式为__________。

Answer 1

【答案】蓝色 NaAlO2 或：偏铝酸钠 8LiCoO2＋S2O32－＋22H＋==8Li＋＋8Co2＋＋2SO42－＋11H2O 调节溶液pH，使Fe3＋转换为Fe(OH)3沉淀 Co2＋、S2O32－也能使KMnO4溶液褪色 粉碎；搅拌；升高温度 LiCoO2可氧化盐酸，产生的Cl2会污染环境 2CoCO3·3Co(OH)2

【解析】

（1）观察钾元素的焰色，黄色火焰会干扰，因此需要通过蓝色钴玻璃进行观察；

（2）电极材料中加入NaOH溶液，根据流程以及电极材料的成分，只有Al与NaOH溶液发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，溶液A中溶质除NaOH外，还有NaAlO2；Na2S2O3具有还原性，LiCoO2作氧化剂，Co被还原成Co2＋，离子方程式为8LiCoO2＋S2O32－＋22H＋=8Li＋＋8Co2＋＋2SO42－＋11H2O；

（3）根据流程，滤液1中含有铁元素和锂元素等杂质，滤液2中除去Li＋，则滤液1中加入NaClO3将Fe2＋氧化成Fe3＋，加入Na2CO3溶液，调节pH，使Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀；“钴渣”操作步骤中加入Na2S2O3是过量，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，同时滤液1中含有Co2＋，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色；

（4）①提高浸取率的采取措施有粉碎、搅拌、升高温度、适当提高硫酸的浓度等；

②Co3＋的氧化性强于Cl2，用盐酸浸取，LiCoO2将盐酸中Cl元素氧化成Cl2，Cl2有毒，污染环境；

（5）根据题意，浓硫酸吸收产生H2O，即n(H2O)=0.54g/18g·mol－1=0.03mol，碱石灰的作用是吸收CO2，即n(CO2)=0.88g/44g·mol－1=0.02mol，因此有5.17g/M[CoCO3 ·yCo(OH)2]g·mol－1=0.02mol，解得y=3/2，即“钴沉淀”的化学式为2CoCO3·3Co(OH)2。