Question

【題目】一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料，生產中產生的廢料數量可觀，廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在；鈷以鈷以Co2O3CoO的形式存在，吸附在鋁箔的單面或雙面，鋰混雜于其中．從該廢料中回收（CoO） 的工藝流程如圖：
（1）過程I中采用NaOH溶液溶出廢料中的Al，反應的離子方程式為 ．
（2）過程II中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出鈷．則浸出鈷的化學反應方程式為（產物中只有一種酸根） ． 在實驗室模擬工業生產時，也可用鹽酸浸出鈷，但實際工業生產中不用鹽酸，請從反應原理分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因 ．
（3）過程Ⅲ得到鋰鋁渣的主要成分是LiF和Al（OH）3 ， 碳酸鈉溶液在產生Al（OH）3時起重要作用，請寫出該反應的離子方程式 ．
（4）碳酸鈉溶液在過程III和IV中所起作用有所不同，請寫出在過程IV中起的作用是 ．
（5）在Na2CO3溶液中存在多種粒子，下列各粒子濃度關系正確的是（填序號）．
A.c（Na+）=2c（CO32﹣）
B.c（Na+）＞c（CO32﹣）＞c（HCO3﹣）
C.c（OH﹣）＞c（HCO3﹣）＞c（H+）
D.c（OH﹣）﹣c（H+）=c（HCO3﹣）+2c（H2CO3）

Answer 1

【答案】
（1）2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑
（2）4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O； Co2O3?CoO可氧化鹽酸產生Cl2污染環境
（3）2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑
（4）調整pH,提供CO32﹣,使Co2+沉淀為CoCO3
（5）BCD
【解析】解：（1）鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的離子反應方程式為：2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑，

所以答案是：2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑；（2）Co3O4和Na2S2O3在酸性條件下發生氧化還原反應生成CoSO4、Na2SO4和H2O，反應方程式為：4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O；鹽酸具有還原性，能被Co2O3CoO氧化生成有毒的氯氣而污染環境，所以不能鹽酸，

所以答案是：4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O；Co2O3CoO可氧化鹽酸產生Cl2污染環境；（3）鋁離子能與碳酸根離子發生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳，水解的離子方程式為：2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑；

所以答案是：2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑；（4）碳酸鈉溶液在過程Ⅲ中鋁離子能與碳酸根離子發生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳；碳酸鈉溶液在過程Ⅳ中調整pH，提供CO32﹣，使Co2+沉淀為CoCO3；

所以答案是：調整pH，提供CO32﹣，使Co2+沉淀為CoCO3；（5）A．由物料守恒可知c（Na+）=2c（HCO3﹣）+2c（CO32﹣）+2c（H2CO3），故A錯誤；

B．碳酸根離子發生水解，且以第一步水解為主，所以溶液中離子濃度：c（Na+）＞c（CO32﹣）＞c（HCO3﹣），故B正確；

C．碳酸根離子發生水解，水解呈堿性，且存在兩步水解，則溶液中離子濃度：c（OH﹣）＞c（HCO3﹣）＞c（H+），故C正確；

D．Na2CO3溶液中質子守恒：c（OH﹣）﹣c（H+）═c（HCO3﹣）+2c（H2CO3），故D正確；

所以答案是：BCD．