Question

【題目】金屬鈷(Co)在國防工業(yè)中有重要應(yīng)用。

(1)鈷的化學(xué)性質(zhì)與鐵相似，與酸反應(yīng)生成+2價(jià)的鈷鹽，CoCl2溶液為紅色。

①請(qǐng)寫出金屬鈷粉與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____。

②預(yù)測上述反應(yīng)發(fā)生的現(xiàn)象： _____。

③上述反應(yīng)后新增的離子為： _____(填化學(xué)用語)。

(2)通過廢鋰電池(主要成份為LiCoO2、炭粉和鋁箔)回收可得到草酸鈷晶體。在實(shí)驗(yàn)室中研究不同條件下Co2+的浸出率(樣品質(zhì)量、加入鹽酸體積均相同)，結(jié)果如下表。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，在僅考慮提高Co2+的浸出率的情況下，回答下列問題：

編號(hào)	溫度/℃	時(shí)間/min	鹽酸濃度/%	鈷浸出率/%
①	80	120	10.5	90.82
②	80	150	8.5	100.0
③	80	180	10.5	100.0
④	80	150	5.4	80.26
⑤	70	150	8.5	86.85
⑥	90	150	8.5	100.0

I．本實(shí)驗(yàn)研究了哪些因素對(duì)鈷元素浸出率的影響：____。

II．實(shí)驗(yàn)⑤⑥的目的是______。

III．實(shí)驗(yàn)為最優(yōu)反應(yīng)條件______。

Answer 1

【答案】Co+2HCl=CoCl2+H2↑ 固體溶解，溶液由無色變成紅色，固體表面有氣泡產(chǎn)生 Co2+ 溫度、時(shí)間、鹽酸濃度（寫出其中兩項(xiàng)就給分） 研究在相同條件下，不同溫度對(duì)鈷元素浸出率的影響 ②

【解析】

鈷的化學(xué)性質(zhì)與鐵相似，與酸反應(yīng)生成+2價(jià)的鈷鹽和氫氣，CoCl2溶液為紅色，通過廢鋰電池（主要成份為LiCoO2、炭粉和鋁箔）回收可得到草酸鈷晶體，浸出率大于100%，說明有雜質(zhì)也被浸出，小于100%說明還有鈷未被浸出。

（1）根據(jù)“鈷的化學(xué)性質(zhì)與鐵相似，與酸反應(yīng)生成+2價(jià)的鈷鹽，CoCl2溶液為紅色”可知，

①金屬鈷粉與稀鹽酸反應(yīng)生成+2價(jià)的鈷鹽和氫氣，化學(xué)方程式為Co+2HCl=CoCl2+H2↑ 。

②上述反應(yīng)發(fā)生的現(xiàn)象固體溶解，溶液由無色變成紅色，固體表面有氣泡產(chǎn)生。

③根據(jù)化學(xué)方程式可知上述反應(yīng)后新增的離子為Co2+。

（2）通過廢鋰電池（主要成份為LiCoO2、炭粉和鋁箔）回收可得到草酸鈷晶體。

I根據(jù)圖表信息可知本實(shí)驗(yàn)研究了溫度、時(shí)間、鹽酸濃度對(duì)鈷元素浸出率的影響。

II實(shí)驗(yàn)⑤⑥時(shí)間和鹽酸濃度都相同，溫度不同時(shí)鈷元素浸出率不同，目的是研究在相同條件下，不同溫度對(duì)鈷元素浸出率的影響。

III根據(jù)圖表信息比較，實(shí)驗(yàn)②溫度低，時(shí)間短，浸出率高，為最優(yōu)反應(yīng)條件。