Question

15．工业上回收利用某合金废料（主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe均为中等活泼金属）的工艺流程如图：

回答下列问题：
（ l ） （ NH₄）₂C₂O₄中C的化合价为+3．
（2）合金废料加入盐酸浸取，该盐酸不能换为硝酸，原因是硝酸溶解金属时会生成有毒气体，且Cu也溶解在硝酸中，残渣M 的主要成分是一种金属单质，该金属为Cu．
（3）“浸出液”中先后加入的两种试剂涉及氨水、H₂O₂溶液，应先加入H₂O₂溶液，加入氨水发生反应的离子方程式为Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（4）溶液A中的金属阳离子是Co²⁺、Li⁺，加入（NH₄）₂C₂O₄溶液的目的是使Co²⁺转化为草酸钴沉淀．
（5）“操作l”的名称是过滤．草酸钴高温焙烧生成Co₂O₃，实验室中高温焙烧使用的仪器是d（填字母）．
a．蒸发皿     b．表面皿     c．烧杯     d．坩埚
（6）已知Li₂CO₃微溶于水，其饱和溶液的浓度与温度关系如表．“操作2”中，蒸发浓缩后需趁热过滤，其目的是减少Li₂CO₃的溶解损失，90℃时K_sp（Li₂CO₃）的值为4.0×10^-3．

温度/℃	10	30	60	90
浓度/mol/L	0.21	0.17	0.14	0.10

Answer 1

分析 合金废料（主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活泼金属）加入盐酸过滤得到金属M为不与盐酸反应的铜，浸出液中加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氨水调节溶液PH使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，通过操作Ⅰ过滤得到溶液A中加入草酸铵溶液沉淀钴离子过滤得到溶液B主要是锂离子的溶液，加入碳酸钠沉淀锂离子，过滤得到碳酸锂；结晶析出CoC₂O₄•2H₂O在足量空气中煅烧得到氧化钴，以此解答该题．

解答 解：（1）根据化合价代数和为0，（ NH₄）₂C₂O₄中C的化合价为+3，故答案为：+3；
（2）因为硝酸溶解金属时会生成有毒气体，且Cu也溶解在硝酸中，所以盐酸不能换为硝酸，上述分析判断金属M为Cu，故答案为：硝酸溶解金属时会生成有毒气体，且Cu也溶解在硝酸中；Cu；
（3）加入H₂O₂的作用是氧化亚铁离子为铁离子，加入氨水的作用是调节溶液PH使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀，离子方程式为：Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，所以应先加入H₂O₂溶液，
故答案为：H₂O₂溶液；Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（4）根据以上分析，溶液A中的金属阳离子是Co²⁺、Li⁺，加入（NH₄）₂C₂O₄溶液的目的是使Co²⁺转化为草酸钴沉淀，故答案为：Co²⁺、Li⁺；使Co²⁺转化为草酸钴沉淀；
（5）根据以上分析，“操作l”的名称是过滤，草酸钴高温焙烧生成Co₂O₃，实验室中高温焙烧使用的仪器是坩埚，
故答案为：过滤；d；
（6）Li₂CO₃微溶于水，溶解度随温度升高而降低，为减少Li₂CO₃的溶解损失，蒸发浓缩后必须趁热过滤，90℃时c（Li₂CO₃）的浓度为0.10mol/L，则c（Li⁺）=0.20mol/L，c（CO₃^2-）=0.10mol/L，则Ksp（Li₂CO₃）=0.20×0.20×0.10=4.0×10^-3，
故答案为：减少Li₂CO₃的溶解损失；4.0×10^-3．

点评 本题主要考查物质的分离提纯的综合应用，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力、计算能力的考查，综合性强，注意把握实验的流程和原理，难度中等．