Question

【题目】金属Co、Ni性质相似,在电子工业以及金属材料上应用十分广泛.现以含钴、镍、铝的废渣(含主要成分为CoO、Co2O3、Ni、少量杂质Al2O3)提取钴、镍的工艺如下:

(1)酸浸时SO2的作用是___________________________________

(2)除铝时加入碳酸钠产生沉淀的离子反应_________________________________

(3)有机层提取出的Ni2＋ 可用于制备氢镍电池,该电池工作原理:NiOOH＋MHNi(OH)2＋M,电池放电时正极电极反应式为_________________________________.

(4)用CoCO3为原料采用微波水热法和常规水热法均可制得H2O2分解的高效催化剂CoxNi(１－x)Fe2O4(其中Co、Ni均为＋2价).如图是用两种不同方法制得的CoxNi(１－x)Fe2O4 在10℃时催化分解6％的H2O2 溶液的相对初始速率随x 变化曲线.

①H2O2 的电子式_________________________________.

②由图中信息可知:_________________________________法制取的催化剂活性更高.

③Co2＋ 、Ni2＋ 两种离子中催化效果更好的是_________________________________.

(5)已知煅烧CoCO3时,温度不同,产物不同.在400℃充分煅烧CoCO3,得到固体氧化物的质量2.41g,CO2的体积为0.672L(标况下),则此时所得固体氧化物的化学式为____________.

Answer 1

【答案】还原剂或将Co3+还原为Co2+ 2Al3++3CO32-+3H2O==2Al(OH)3↓+3CO2↑ NiOOH+e-+H2O==Ni(OH)2+OH- 微波水热 Co2+ Co3O4

【解析】

根据氧化还原反应原理分析解答；根据离子反应方程式的书写规则分析解答；根据电解池原理分析解答；根据物质的分离和提纯原理分析解答。

(1)废渣中含有CoO、Co2O3、Ni、少量杂质Al2O3等，酸浸时使固体溶解，可得到Co2+和Co3+,而通入SO2的作用是将Co3+还原为Co2+，

故答案为：将Co3+还原为Co2+；

(2)除铝时控制溶液的pH，发生双水解反应使Al3+沉淀下来，加入碳酸钠产生沉淀的离子反应为：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑，

故答案为：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑；

(3)从方程式中可判断出，放电时Ni从+3价降低到+2价，得到电子，即:NiOOH作正极，电极方程式为：NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-，

故答案为：NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-；

(4)①H2O2的电子式为，

故答案为：；

②由图中信息可知，微波水热法的反应速率高于常规水热法，

故答案为：微波水热法；

③从图象可知，x值越大Ni2＋越少，Co2＋含量越多，反应速率越大，说明Co2+的催化效果比Ni2＋好，

故答案为：Co2+；

(5)设反应生成氧化物为：CoxOy，已知生成CO2标况下0.672L，即0.03mol，根据C原子守恒可知，n(CoCO3)=n(CO2)=0.03mol，由Co原子守恒可得到算式：，推得，即该氧化物为：Co3O4，

故答案为：Co3O4；