Question

废旧硬质合金刀具中含碳化钨（WC）、金属钴（Co）及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co，工艺流程简图如下：

（1）电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液，阴极主要的电极反应为             ；

（2）净化步骤所得滤饼的主要成分是Fe(OH)3，回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的           ；

（3）溶液I的主要成分是NH4Cl，洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是                ；

（4）将Co2O3还原成Co粉的化学方程式为                      。

 

Answer 1

（1）2H++2e-=H2↑

（2）Fe(OH)3  Co2+

(3) NH4C，焙烧时NH4Cl分解放出NH3和HCl气体

（4）3H2+Co2O32Co+3H2O

【解析】

（1）电解时阴极得到电子，由于HCl是电解质溶液，所以阴极是氢离子放电生成氢气，电极反应式是2H++2e-=H2↑；

（2）电解时阳极是铁失去电子，生成亚铁离子，然后加入双氧水将亚铁离子氧化生成铁离子，在加入氨水则生成氢氧化铁沉淀，即净化步骤所得滤饼的主要成分是Fe(OH)3；回收的洗涤液中含有Co2+。

（3）由于电解质溶液是盐酸，在反应过程中加入了氨水和草酸铵，所以过滤后溶液I的主要成分是NH4Cl；洗涤CoC2O4不充分，会附着氯化铵，在煅烧是氯化铵分解生成氨气和氯化氢，从而造成环境污染。

（4）氢气还原Co2O3生成CO粉的同时，还有水生成，反应的化学方程式是

3H2+Co2O32Co+3H2O。