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；钴以Co2O3·CoO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，能加快溶出率的操作有 、 。(写出两条)
（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】
（1）加热；将固体粉碎或搅拌
（2）4Co2O3·CoO+S2O32-+22H+=12Co2++2SO42-+11H2O；防止生成Cl2污染空气
（3）2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑；Co2++CO32-=CoCO3↓
【解析】
试题分析：制备氧化钴的大致流程为：制备流程为：废料用碱液溶解，过滤得到偏铝酸钠溶液和钴渣；用硫酸溶解钴渣，发生反应：4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O，得到含有钴离子的溶液，然后调节溶液pH并用碳酸钠溶液除去杂质铝离子，得到较纯净的含有钴离子的溶液，再加入碳酸钠、调节溶液的pH将钴离子转化成碳酸钴沉淀，最后灼烧碳酸钴得到氧化钴。
（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，能加快溶出率的操作有加热；将固体粉碎或搅拌，适当增大氢氧化钠的浓度等，故答案为：加热；将固体粉碎或搅拌等；
（2）Co3O4和Na2S2O3在酸性条件下发生氧化还原反应生成CoSO4、Na2SO4和H2O，反应方程式为：4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O，改写成离子方程式为：4Co2O3CoO+S2O3 2-+22H+=12Co2++2SO42-+11H2O，盐酸具有还原性，能被Co2O3CoO氧化生成有毒的氯气而污染环境，所以不用盐酸，故答案为：4Co2O3CoO+S2O3 2-+22H+=12Co2++2SO42-+11H2O；Co2O3CoO可氧化盐酸产生Cl2污染环境；
（3）碳酸钠溶液在过程Ⅲ中铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，反应的两种方式为：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑；碳酸钠溶液在过程Ⅳ中调整pH，提供CO32-，使Co2+沉淀为CoCO3，反应的离子方程式为：Co2++CO32-=CoCO3↓，故答案为：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑；Co2++CO32-=CoCO3↓。
【题目】某研究小组探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应。请回答：
（1）A中滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开弹簧夹，通入一段时间N2，再关闭弹簧夹，目的是 。
（2）装置B中产生了白色沉淀，其成分是 。
已知SO2不与BaCl2溶液反应，该研究小组对产生白色沉淀的原因进行了假设：
假设1：SO2与Fe3+反应；
假设2：在酸性条件下SO2与NO3-反应；
假设3： 。
【设计方案、验证假设】
（3）某同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容。
实验步骤 | 预期的现象和结论 |
①测定B中实验所用混合溶液的__________ ②配制具有相同 的稀硝酸与BaCl2的混合液并通入适当的 ③将SO2通入上述溶液中 | 若出现白色沉淀则假设2成立 若不出现白色沉淀则假设2不成立 |
经验证假设2成立，则验证过程中发生的离子方程式是 。
(提示：NO3-在不同条件下的还原产物较复杂，此条件未见气体产生)
【思考与交流】
若假设1、假设2都成立，你是否同意假设3，并简述理由 。
