Question

(14分) 一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co₂O₃·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。

（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为                。

（2）过程II中加入稀H₂SO₄酸化后，再加入Na₂S₂O₃溶液浸出钴。则浸出钴的离子反应方程式为(产物中只有一种酸根)                                      。请从反应原理分析不用盐酸酸化的主要原因____________________________________。

（3）碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同，请分别用离子方程式表示在过程III、IV中起的作用：__________________________________；____________________________。

（4）某天然碱的化学式可表示为2Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O,取少量该物质溶于水得稀溶液P。下列有关溶液P中微粒的物质的量浓度关系正确的是______(填序号)。

A．c(CO₃^2-) > c(HCO₃^-)> c(OH^-)> c(H⁺)

B．c(OH^-)＝c(H⁺)+ c(HCO₃^-)+2c(H₂CO₃)

C．3c(Na⁺)>5c(CO₃^2-)+5c(HCO₃^-)

D．将P溶液与少量NaOH溶液混合：c(Na⁺)+ c(H⁺)= c(HCO₃^-)+ 2c(CO₃^2-)+ c(OH^-)

（5）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl₂溶液。CoCl₂含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl₂吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl₂·6H₂O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，A物质的化学式是_______________。

Answer

（1）2Al+2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2↑

（2）4Co2O3·CoO + S2O3 2－+ 22H+=12Co2++ 2SO42－+ 11H2O ；Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2，污染环境。

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

（4）A、C、D ；（5） CoCl2•2H2O。

【解析】

试题分析：（1）Al与NaOH溶液发生反应产生NaAlO2和氢气，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2↑；（2）在滤渣中含有Co2O3·CoO，加入硫酸溶解，然后再加入Na2S2O3溶液浸出钴。根据流程示意图可知浸出钴的离子反应方程式为：4Co2O3·CoO + S2O3 2－+ 22H+=12Co2++ 2SO42－+ 11H2O；在反应过程中不用盐酸酸化是因为Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2，会污染环境；（3）在含有Co2+、Al3+、Li+的溶液中加入碳酸钠溶液，Al3+和CO32-会发生双水解反应产生氢氧化铝沉淀，所以在过程III反应的两种方程式是：2Al3++3CO32-+3H2O = 2Al(OH)3↓+3CO2↑ ；把沉淀Al(OH)3过滤出去后的溶液中含有Li+、Co2+，向该滤液中加入碳酸钠溶液，会发生沉淀反应形成CoCO3沉淀，在过程IV中反应的离子方程式是：Co2+ + CO32- = CoCO3↓；（4） 将盐2Na2CO3·NaHCO3·2H2O溶于水,得到的溶液p中,根据物料守恒可得c(CO32-) > c(HCO3-)，两种盐都是强碱弱酸盐，弱酸根离子水解是溶液显碱性，所以c(OH-)> c(H+)，但是盐水解的程度是微弱的，盐电离产生的离子浓度大于水解产生的两种浓度，所以c(HCO3-)> c(OH-),故溶液中离子浓度关系是：c(CO32-) > c(HCO3-)> c(OH-)> c(H+)，正确；B．在溶液中除了存在Na2CO3，还存在NaHCO3。在Na2CO3的溶液中根据质子守恒可得c(OH-)＝c(H+)+ c(HCO3-)+2c(H2CO3)，所以在二者的混合溶液中该关系式不成立，错误； C．根据物料守恒可得：3c(Na+)= 5c(CO32-)+ 5c(HCO3-)+5c(H2CO3)；所以3c(Na+)>5c(CO32-)+5c(HCO3-)，正确； D．将P溶液与少量NaOH溶液混合，根据电荷守恒可得：c(Na+)+ c(H+)= c(HCO3-)+ 2c(CO32-)+ c(OH-)，正确。因此选项是A、C、D；（5）n(CoCl2)=65g÷130g/mol=0．5mol,在83g晶体中含有H2O的物质的量是n(H2O)=（83g－65g）÷18g/mol=1．0mol, n(CoCl2)：n(H2O)=1:1，所以物质B的化学式是CoCl2·2H2O。A物质的化学式是CoCl2·2H2O。

考点：考查物质的综合利用的知识。主要包括离子方程式的书写、盐的水解、微粒浓度的大小比较、物质化学式的确定的知识。