Question

(14分) 一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料數(shù)量可觀，廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在；鈷以Co2O3·CoO的形式存在，吸附在鋁箔的單面或雙面；鋰混雜于其中。

（1）過(guò)程I中采用NaOH溶液溶出廢料中的Al，反應(yīng)的離子方程式為 。

（2）過(guò)程II中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出鈷。則浸出鈷的離子反應(yīng)方程式為(產(chǎn)物中只有一種酸根) 。請(qǐng)從反應(yīng)原理分析不用鹽酸酸化的主要原因____________________________________。

（3）碳酸鈉溶液在過(guò)程III和IV中所起作用有所不同，請(qǐng)分別用離子方程式表示在過(guò)程III、IV中起的作用：__________________________________；____________________________。

（4）某天然堿的化學(xué)式可表示為2Na2CO3·NaHCO3·2H2O,取少量該物質(zhì)溶于水得稀溶液P。下列有關(guān)溶液P中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是______(填序號(hào))。

A．c(CO32-) > c(HCO3-)> c(OH-)> c(H+)

B．c(OH-)＝c(H+)+ c(HCO3-)+2c(H2CO3)

C．3c(Na+)>5c(CO32-)+5c(HCO3-)

D．將P溶液與少量NaOH溶液混合：c(Na+)+ c(H+)= c(HCO3-)+ 2c(CO32-)+ c(OH-)

（5）CoO溶于鹽酸可得粉紅色的CoCl2溶液。CoCl2含結(jié)晶水?dāng)?shù)目不同而呈現(xiàn)不同顏色，利用藍(lán)色的無(wú)水CoCl2吸水變色這一性質(zhì)可制成變色水泥和顯隱墨水。下圖是粉紅色的CoCl2·6H2O晶體受熱分解時(shí)，剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線(xiàn)，A物質(zhì)的化學(xué)式是_______________。

 

 

Answer 1

（1）2Al+2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2↑

（2）4Co2O3·CoO + S2O3 2－+ 22H+=12Co2++ 2SO42－+ 11H2O ；Co2O3·CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl2，污染環(huán)境。

（3） 2Al3++3CO32-+3H2O = 2Al(OH)3↓+3CO2↑ ； Co2+ + CO32- = CoCO3↓；

（4）A、C、D ；（5） CoCl2?2H2O。

【解析】

試題分析：（1）Al與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NaAlO2和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2↑；（2）在濾渣中含有Co2O3·CoO，加入硫酸溶解，然后再加入Na2S2O3溶液浸出鈷。根據(jù)流程示意圖可知浸出鈷的離子反應(yīng)方程式為：4Co2O3·CoO + S2O3 2－+ 22H+=12Co2++ 2SO42－+ 11H2O；在反應(yīng)過(guò)程中不用鹽酸酸化是因?yàn)镃o2O3·CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl2，會(huì)污染環(huán)境；（3）在含有Co2+、Al3+、Li+的溶液中加入碳酸鈉溶液，Al3+和CO32-會(huì)發(fā)生雙水解反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，所以在過(guò)程III反應(yīng)的兩種方程式是：2Al3++3CO32-+3H2O = 2Al(OH)3↓+3CO2↑ ；把沉淀Al(OH)3過(guò)濾出去后的溶液中含有Li+、Co2+，向該濾液中加入碳酸鈉溶液，會(huì)發(fā)生沉淀反應(yīng)形成CoCO3沉淀，在過(guò)程IV中反應(yīng)的離子方程式是：Co2+ + CO32- = CoCO3↓；（4） 將鹽2Na2CO3·NaHCO3·2H2O溶于水,得到的溶液p中,根據(jù)物料守恒可得c(CO32-) > c(HCO3-)，兩種鹽都是強(qiáng)堿弱酸鹽，弱酸根離子水解是溶液顯堿性，所以c(OH-)> c(H+)，但是鹽水解的程度是微弱的，鹽電離產(chǎn)生的離子濃度大于水解產(chǎn)生的兩種濃度，所以c(HCO3-)> c(OH-),故溶液中離子濃度關(guān)系是：c(CO32-) > c(HCO3-)> c(OH-)> c(H+)，正確；B．在溶液中除了存在Na2CO3，還存在NaHCO3。在Na2CO3的溶液中根據(jù)質(zhì)子守恒可得c(OH-)＝c(H+)+ c(HCO3-)+2c(H2CO3)，所以在二者的混合溶液中該關(guān)系式不成立，錯(cuò)誤； C．根據(jù)物料守恒可得：3c(Na+)= 5c(CO32-)+ 5c(HCO3-)+5c(H2CO3)；所以3c(Na+)>5c(CO32-)+5c(HCO3-)，正確； D．將P溶液與少量NaOH溶液混合，根據(jù)電荷守恒可得：c(Na+)+ c(H+)= c(HCO3-)+ 2c(CO32-)+ c(OH-)，正確。因此選項(xiàng)是A、C、D；（5）n(CoCl2)=65g÷130g/mol=0．5mol,在83g晶體中含有H2O的物質(zhì)的量是n(H2O)=（83g－65g）÷18g/mol=1．0mol, n(CoCl2)：n(H2O)=1:1，所以物質(zhì)B的化學(xué)式是CoCl2·2H2O。A物質(zhì)的化學(xué)式是CoCl2·2H2O。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)的綜合利用的知識(shí)。主要包括離子方程式的書(shū)寫(xiě)、鹽的水解、微粒濃度的大小比較、物質(zhì)化學(xué)式的確定的知識(shí)。