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20.钴(Co)是重要的稀有金属,在工业和科技领域具有广泛的用途.从某含钴工业废料中回收钴的工艺流程如图:

已知:
含钴废料的成分
成分AlLiCo2O3Fe2O3其他不溶于强酸的杂质
质量分数/%10.50.3565.69.613.95
Ⅱ.实验中部分离子开始沉淀和沉淀完全的pH
金属离子Fe3+Co2+Al3+
开始沉淀的pH1.97.153.4
沉淀完全的pH3.29.154.7
Ⅲ.离子浓度小于等于1.0×10-5mol•L-1时,认为该离子沉淀完全.
请回答下列问题:
(1)NaF的电子式为Na+[]-.
(2)“沉淀1”的化学式为Fe(OH)3.“调节溶液pH2”的范围为4.7≤pH2<7.15.
(3)“还原”时发生反应的离子方程式为2CO3++H2O2=2CO2++O2↑2H+.“沉钴”时发生反应的离子方程式为CO2++2HCO3-=COCO3↓+CO2↑+H2O.
(4)制备Co时,“补充铝”的原因为原混合物中Al和Co的物质的量之比小于2:3.
(5)已知:l0-0.9≈0.13,则 A1(OH)3 的溶度积常数 Ksp=1.3×10-33.
(6)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器,该电池的总反应可表示为::4Li+2SOCl2═4LiCl+S+SO2,其正极反应式为2SOCl2+4e-=S+SO2+4Cl-.

分析 某含钴工业废料中回收钴的工艺流程:加入硫酸,得到含Al3+、Co3+、Li+、Fe3+的酸性溶液,加入过氧化氢还原Co3+:2Co3++H2O2=2Co2++O2↑2H+,加入碳酸钠调节溶液的pH,沉淀Fe3+,过滤,则沉淀1为Fe(OH)3,滤液2(Al3+、Co3+、Li+、Na+)调节pH4.7~7.15沉淀Al3+,沉淀2 为Al(OH)3,煅烧Al(OH)3生成氧化铝,电解氧化铝生成铝单质,
滤液3(Co3+、Li+、Na+)加入NaF溶液沉淀Li+为LiF,过滤,向滤液中加入碳酸氢铵沉钴:Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O,沉淀3为CoCO3,煅烧CoCO3生成CoO,与铝单质高温反应生成Co,据此分析解答.

解答 解:(1)NaF为离子化合物,电子式为:Na+[]-;
故答案为:Na+[]-;
(2)根据分析沉淀1为Fe(OH)3;调节pH2最终沉淀了铝离子,根据表中数据,pH为4.7≤pH2<7.15;
故答案为:Fe(OH)3;4.7≤pH2<7.15;
(3)还原时的反应为过氧化氢还原Co3+,离子反应为:2Co3++H2O2=2Co2++O2↑2H+;碳酸氢铵沉钴反应为:Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O;
故答案为:2Co3++H2O2=2Co2++O2↑2H+;Co2-+2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O;
(4)制备Co时,反应为:3CoO+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+3Co,原混合物中Al和Co的物质的量之比小于2:3,需要补充铝;
故答案为:原混合物中Al和Co的物质的量之比小于2:3;
(5)A1(OH)3 的溶度积常数 Ksp=c(Al3+)•c3(OH-)=1.0×10-5•(10-9.3)3=1.3×10-33;
故答案为:1.3×10-33;
(6)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器,该电池的总反应可表示为::4Li+2SOCl2═4LiCl+S+SO2,正极发生还原反应,反应式为:2SOCl2+4e-=S+SO2+4Cl-;
故答案为:2SOCl2+4e-=S+SO2+4Cl-.

点评 本题考查了物质的制备,涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解、溶度积的计算等,理解工艺流程原理是解题的关键,是对学生综合能力的考查,需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力,题目难度中等.

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B.向pH=10的这种溶液中加硫酸铵,则HFeO4-的分布分数逐渐增大
C.向pH=1的溶液中加HI溶液,发生反应的离子方程式为:H2FeO4+H+═H3FeO4+
D.将H2FeO4晶体溶于水,水溶液呈弱孩性.

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