Question

（15分）某礦石中除含SiO2外，還有9.24% CoO、2.78% Fe2O3、0.96% MgO、0.084 % CaO，從該礦石中提取鈷的主要工藝流程如下：

（1）在一定濃度的H2SO4溶液中，鈷的浸出率隨時間、溫度的變化如右圖所示。考慮生產(chǎn)成本和效率，最佳的浸出時間為 小時，最佳的浸出溫度為 ℃。

（2）請配平下列除鐵的化學(xué)方程式：

Fe2(SO4)3+ H2O+ Na2CO3= Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+ Na2SO4+ CO2↑

（3）“除鈣、鎂”的原理反應(yīng)如下：MgSO4+2NaF=MgF2↓+Na2SO4； CaSO4+2NaF=CaF2↓+Na2SO4。已知KSP(CaF2)=1.11×10-10、KSP(MgF2)=7.40×10-11，加入過量NaF溶液反應(yīng)完全后過濾，則濾液中的c(Ca2+)/c(Mg2+)= 。

（4）“沉淀”中含雜質(zhì)離子主要有 ；“操作X”名稱為 。

（5）某鋰離子電池正極是LiCoO2，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。充電時，Li+還原為Li，并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳-6(C6)中，電池反應(yīng)為LiCoO2 + C6 CoO2 + LiC6。LiC6中Li的化合價為 價。若放電時有1mole－轉(zhuǎn)移，正極質(zhì)量增加 g。

 

Answer 1

（1）12 ； 90 ； （2）3 ，6，6，1，5，6 ；（3）1.50；

（4）SO42-、NH4+、Na+ 、F-； 洗滌、干燥 ；（5）0 ；7g

【解析】

試題分析：（1）在一定濃度的H2SO4溶液中，鈷的浸出率隨時間、溫度的變化如右圖所示。由圖可知：溫度越高，浸出率越高，時間越長，浸出率。但是考慮生產(chǎn)成本和效率，最佳的浸出時間為12小時；最佳的浸出溫度為90 ℃；（2）用化合價升降法配平化學(xué)方程式為3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3= Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+ 5Na2SO4+ 6CO2↑；（3）KSP(CaF2)= c(Ca2+)×c2(OH-)=1.11×10-10; KSP(MgF2)= c(Mg2+) ×c2(OH-)=7.40×10-11,所以c(Ca2+)/c(Mg2+)= KSP(CaF2)÷KSP(MgF2)= 1.11×10-10÷7.40×10-11=1.50；（4）由于沉淀是從含有SO42-、NH4+、Na+、 F- 離子的溶液中過濾出來的，所以“沉淀”中含雜質(zhì)離子主要有SO42-、NH4+、Na+ 、F-。把沉淀表面的雜質(zhì)離子洗去、然后干燥就得到固體CoC2O4·2H2O。因此“操作X”名稱為洗滌、干燥。（5）因為在充電時，Li+還原為Li，并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳-6(C6)中，所以LiC6中Li的化合價為價；若放電時有1mole－轉(zhuǎn)移，則有1mol的Li變?yōu)長i+結(jié)合為LiCoO2，所以正極質(zhì)量增加7g。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)制備條件的選擇、化學(xué)方程式的配平、在溶液中離子濃度的關(guān)系、混合物分離的操作、鋰離子電池的工作原理的知識。