Question

【化学一选修2：化学与技术】某矿石中除含SiO₂外，还有9.24％CoO、2.78％Fe₂O₃、0.96％MgO、0.084％CaO，从该矿石中提取钴的主要流程如下：

（1）在一定浓度的H₂SO₄溶液中，钴的浸出率随时间、温度的变化如图所示。考虑生产成本和效率，最佳的浸泡时间为_________h，最佳的浸出温度为_________℃。

（2）请配平下列除铁的化学方程式：

□Fe(SO₄)₃+□H₂O+□Na₂CO₃===□Na₂SO₄+□CO₂↑+□Na₂Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂↓

（3）“除钙、镁”的反应原理如下：MgSO₄+2NaF===MgF₂↓+Na₂SO₄；CaSO₄+2NaF==CaF₂↓+Na₂SO₄已知Ksp(CaF₂)=1.11×10^－10、Ksp(MgF₂)=7.40×10^－11，加入过量NaF溶液反应完全后过滤，则滤液中的=___________。

（4）“沉淀”表面吸附的主要离子有__________；“操作X”名称为__________。

（5）某锂离子电池正极是LiCoO₂，以含Li⁺的导电固体为电解质。充电时，Li⁺还原为Li，并以原子形式嵌入电池负极材料C₆中，电池反应为：LiCoO₂+C₆CoO₂+LiC₆则LiC₆中Li的化合价为_______价。若放电时有1 mol e^－转移，正极质量增加_______g。

Answer

（1）12；90（2）3 6 6 5 6 1（3）1.50

（4）SO42－、NH4＋、Na＋、F－ 洗涤、干燥（5）0；7

【解析】

试题分析：：（1）根据图知，时间越长浸出率越高，温度越高，浸出率越高，但浸出12小时后，浸出率变化不大，90℃和120℃浸出率变化不大，且时间过长、温度过高导致成本较大，所以最佳的浸出时间为12小时，最佳的浸出温度为90℃；

（2）根据原子守恒配平方程式，所以其方程式为：3Fe2（SO4）3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6（SO4）4（OH）12↓+5Na2SO4+6CO2↑；

（3）===1.5；

（4）该沉淀中吸附易溶于水的离子，根据流程图知，溶液中含有SO42－、NH4＋、Na＋、F－，所以沉淀上含有SO42－、NH4＋、Na＋、F－，得到的沉淀要进行洗涤和干燥才能得到较纯净、干燥的物质；

（5）放电时，该电池是原电池，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为：CoO2+Li++e-=LiCoO2，充电时，Li+还原为Li，并以原子形式嵌入电池负极材料碳-6（C6）中，所以负极为LiC6中Li的化合价为0价；若放电时有1mol e-转移，CoO2+Li++e-=LiCoO2，正极质量增加为1molLi+的质量=1mol×7g/mol=7g。

考点：考查物质制备工艺流程图分析