Question

（18分）廢舊硬質(zhì)合金刀具中含碳化鎢(WC)、金屬鈷(Co)及少量雜質(zhì)鐵，利用電解法回收WC和制備CoxOy，的工藝流程簡(jiǎn)圖如下：

（1）電解時(shí)廢舊刀具作陽極，不銹鋼作陰極，鹽酸的作用是______。

（2）通人氨氣的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，除去鐵元素。由表中的數(shù)據(jù)可知，理論上可選擇pH最大范圍是____________。

（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH4HCO3溶液顯堿性，制備CoCO3時(shí)，選用的加料方式是_______（填代號(hào)），原因是_______。

a．將濾液與NH4HCO3溶液同時(shí)加入到反應(yīng)容器中

b．將濾液緩慢加入到盛有NH4HCO3溶液的反應(yīng)容器中

c．將NH4HCO3溶液緩慢加入到盛有濾液的反應(yīng)容器中

寫出生成CoCO3的離子方程式______________________________________。

（4）實(shí)驗(yàn)中獲得的若洗滌不充分，在焙燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生污染性氣體，該污染性氣體的成分為_______________（填化學(xué)式）。

（5）實(shí)驗(yàn)室用下列裝置制取，并測(cè)定其化學(xué)式。

①裝置A制得的中含有少量Cl2，則裝置B中所盛放的試劑為______（填代號(hào)）。

a．NaHCO3溶液 b．NaOH溶液 c．KMnO4溶液 d．飽和NaCI溶液

②在CoCO3完全轉(zhuǎn)化為后，若稱得E管增重4．40g，D管內(nèi)殘留物質(zhì)的質(zhì)量是8．30g，則生成物的化學(xué)式為____________。

③若缺少裝置F，則導(dǎo)致的值______（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。

 

Answer 1

(l)作電解質(zhì)溶液。（2）3.2≤pH＜5.8。

（3）c，防止生成氫氧化鈷沉淀；Co2++2HCO3—CoCO3↓+CO2↑+H2O。（4）HCl和NH3。（5）①b；②Co2O3。③偏大。

【解析】

試題分析：由題給工藝流程知，以鹽酸為電解質(zhì)溶液，以廢舊刀具作陽極，不銹鋼作陰極，進(jìn)行電解，生成WC，溶液中含有亞鐵離子和Co2+，加入雙氧水，將亞鐵離子氧化為鐵離子，通入氨氣，調(diào)節(jié)pH在3.2到5.8之間，將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀過濾除去，濾液中含有Co2+，加入碳酸氫銨溶液生成碳酸鈷，焙燒生成CoxOy。(l)電解時(shí)廢舊刀具作陽極，不銹鋼作陰極，鹽酸的作用是作電解質(zhì)溶液。（2）通人氨氣的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，除去鐵元素。由表中的數(shù)據(jù)可知，理論上可選擇pH最大范圍是3.2≤pH＜5.8。（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH4HCO3溶液顯堿性，制備CoCO3時(shí)，為防止生成氫氧化鈷沉淀，選用的加料方式是c．將NH4HCO3溶液緩慢加入到盛有濾液的反應(yīng)容器中。生成CoCO3的離子方程式為Co2++2HCO3—CoCO3↓+CO2↑+H2O。（4）實(shí)驗(yàn)中獲得的若洗滌不充分會(huì)含有氯化銨雜質(zhì)，在焙燒時(shí)氯化銨分解會(huì)產(chǎn)生污染性氣體HCl和NH3。（5）由題給裝置圖可知，實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定裝置E中的增重，確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，再利用n（C）=n（Co）可知CoxOy中Co的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算Co的質(zhì)量，裝置D管內(nèi)殘留物質(zhì)是CoxOy，計(jì)算出氧元素質(zhì)量，再計(jì)算氧原子的物質(zhì)的量，根據(jù)原子物質(zhì)的量之比確定化學(xué)式。①裝置A中制得的O2中含有少量的Cl2，B裝置中所盛放的物質(zhì)用于吸收Cl2，a、飽和NaHCO3溶液可以吸收氯氣，但生成二氧化碳，影響二氧化碳質(zhì)量的測(cè)定，錯(cuò)誤；b、NaOH溶液可以吸收氯氣，氧氣的量不變，正確；c．c．KMnO4溶液不能吸收氯氣，錯(cuò)誤；d．飽和NaCl溶液不能吸收氯氣，錯(cuò)誤；選b；②E管增重4.40g是二氧化碳的質(zhì)量，物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)化學(xué)式CoCO3可知，n（Co）=n（C）=0.1mol，Co的質(zhì)量為0.1mol×59g/mol=5.9g，D管內(nèi)殘留物質(zhì)的質(zhì)量8.30g是CoxOy的質(zhì)量，CoxOy中氧元素質(zhì)量為8.3g-5.9g=2.4g，氧原子的物質(zhì)的量n（O）=0.15mol，n（Co）：n（O）=0.1mol：0.15mol=2：3，該鈷的氧化物的化學(xué)式為Co2O3。③缺少F裝置，裝置E中堿石灰可以吸收空氣中水蒸氣、二氧化碳，造成二氧化碳質(zhì)量偏大，進(jìn)而Co的質(zhì)量偏大，x/y的值偏大。

考點(diǎn)：