Question

【題目】工業(yè)上利用回收的合金廢料（主要含Fe、Cu、Co、Si、Li）進(jìn)行深度加工的工藝流程如圖：

已知：①Fe、Co、Ni為同族元素，化學(xué)性質(zhì)相似

②Li2CO3微溶于水，其飽和溶液的物質(zhì)的量濃度與溫度關(guān)系如表所示

溫度／℃	10	30	60	90
濃度/mol／L	0.21	0.17	0.14	0.10

回答下列問(wèn)題：

（1）流程中殘?jiān)?/span>M的主要成分為____。

（2）“浸出液”中加入H2O2后，為檢測(cè)Fe2+是否完全被氧化，最佳試劑為____；加入氨水發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________。

（3）為減少Li2CO3的溶解損失，“操作3”應(yīng)為蒸發(fā)濃縮、______、洗滌、干燥。

（4）將CoC2O4·2H2O樣品于空氣中加熱，樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線(xiàn)如圖所示，曲線(xiàn)中300℃及以上所得固體為鈷的氧化物。實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)置于______（填儀器名稱(chēng)）焙燒樣品。通過(guò)計(jì)算確定C點(diǎn)剩余固體的化學(xué)成分為_______；試寫(xiě)出B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)與O2在225℃～300℃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________。

Answer 1

【答案】 Si和Cu K3Fe（CN）6，或鐵氰化鉀、鐵氰酸鉀 Fe3++ 3NH3·H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+ 趁熱過(guò)濾 坩堝 Co3O4 3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2

【解析】合金廢料（主要含Fe、Cu、Co、Si、Li）加入鹽酸過(guò)濾得到殘?jiān)?/span>M為不與鹽酸反應(yīng)的銅和硅，浸出液中加入過(guò)氧化氫，將亞鐵離子氧化為鐵離子，加入氨水調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，通過(guò)操作Ⅰ過(guò)濾得到溶液A，加入草酸銨溶液沉淀鈷離子，過(guò)濾得到溶液B，主要是鋰離子的溶液，加入碳酸鈉沉淀鋰離子，過(guò)濾得到碳酸鋰；

（1）.根據(jù)上述分析，流程中殘?jiān)?/span>M的主要成分是Si和Cu，故答案是：Si和Cu；

（2）亞鐵離子和鐵氰化鉀溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，所以最佳試劑是鐵氰化鉀；加入氨水使溶液中的鐵離子生成氫氧化鐵沉淀而除去鐵離子，故答案是：K3Fe（CN）6，或鐵氰化鉀、鐵氰酸鉀；Fe3++ 3NH3·H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+；

（3）.根據(jù)題中表格數(shù)據(jù)可知，溫度越高，Li2CO3的物質(zhì)的量濃度越小，所以蒸發(fā)濃縮后應(yīng)趁熱過(guò)濾，故答案為：趁熱過(guò)濾；

（4）. 將CoC2O4·2H2O樣品于空氣中焙燒時(shí)，應(yīng)置于坩堝中進(jìn)行加熱；

由圖可知，CoC2O42H2O的質(zhì)量為27.45g，其物質(zhì)的量約為0.15mol，則Co的物質(zhì)的量為0.15mol，質(zhì)量為8.85g，C點(diǎn)鈷氧化物質(zhì)量為12.045g，氧化物中氧元素質(zhì)量為12.045g－8.85g=3.195g，則氧化物中Co原子與O原子物質(zhì)的量之比為0.15mol： ≈3：4，故C點(diǎn)Co氧化物為Co3O4；

B點(diǎn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量為22.05g，與其起始物質(zhì)的質(zhì)量相比減少27.45g-22.05g=5.4g，為結(jié)晶水的質(zhì)量，故B點(diǎn)物質(zhì)為CoC2O4，與氧氣反應(yīng)生成Co3O4和二氧化碳，反應(yīng)方程式為：3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2，故答案為：坩堝；Co3O4；3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。