Question

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。从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如下：

（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。则浸出钴的化学反应方程式为（产物中无沉淀且只有一种酸根）                   。在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因______________        。

（3）过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)₃，碳酸钠溶液在产生Al(OH)₃时起重要作用，请写出该反应的离子方程式____________________。

（4）碳酸钠溶液在过程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同，请写出在过程IV中起的作用是_____________。

（5）在Na₂CO₃溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是____________（填序号）。

A. c(Na⁺) = 2c(CO₃^2-)

B．c(Na⁺) > c(CO₃^2-) > c(HCO₃^-)

C. c(OH^-) > c(HCO₃^-) > c(H⁺)

D. c(OH^-) - c(H⁺) == c(HCO₃^-) + 2c(H₂CO₃)

（6）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

（共14分）

（1）2Al+2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2↑

（2）4Co2O3·CoO + Na2S2O3 + 11H2SO4 = 12CoSO4 + Na2SO4 + 11H2O；Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2，污染环境

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

（4）调整pH，提供CO32-，使Co2+沉淀为CoCO3

（5）B C D

（6）CoCl2•2H2O

【解析】

试题分析：（1）铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子反应方程式为：2Al+2OH-+2H2O=+2AlO2-+3H2↑，故答案为：2Al+2OH-+2H2O=+2AlO2-+3H2↑；

（2）Co3O4和Na2S2O3在酸性条件下发生氧化还原反应生成CoSO4、Na2SO4和H2O，反应方程式为：4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O；盐酸具有还原性，能被Co2O3•CoO氧化生成有毒的氯气而污染环境，所以不能盐酸，故答案为：4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O；Co2O3•CoO可氧化盐酸产生Cl2污染环境；

（3）铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，水解的离子方程式为：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑；故答案为：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑；

（4）碳酸钠溶液在过程Ⅲ中铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳；碳酸钠溶液在过程Ⅳ中调整pH，提供CO32-，使Co2+沉淀为CoCO3；故答案为：调整pH，提供CO32-，使Co2+沉淀为CoCO3；

（5）A、Na2CO3溶液中电荷守恒：c（Na+）+c（H+）=c（HCO3-）+c（OH-）+2c（CO32-），故A错误；B、碳酸根离子发生水解以及水的电离，所以溶液中离子浓度：c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+），故B正确；C、碳酸根离子发生水解以及水的电离，所以溶液中离子浓度：c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+），故C正确；D、Na2CO3溶液中质子守恒：c（H+）═c（OH-）+c（HCO3-）+2c（H2CO3），故D正确；故选：BCD；

（6）CoCl2•6H2O～CoCl2

238 130

m 65mg

＝，解得：m=119mg，A物质的化学式为CoCl2•nH2O，则有：

CoCl2•6H2O～CoCl2•nH2O △m

238 18（6-n）

119mg 119mg-83mg

=，解得：n=2，所以A物质的化学式为：CoCl2•2H2O，故答案为：CoCl2•2H2O。

考点：考查了金属及其化合物的性质、氧化还原反应、离子反应的相关知识。