Question

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．從廢料中回收氧化鈷（CoO）的工藝流程如圖1所示：

（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_(kāi)_____．
（2）過(guò)程Ⅱ中加入稀H₂SO₄酸化后，再加入Na₂S₂O₃溶液浸出鈷．則浸出鈷的化學(xué)反應(yīng)方程式為（產(chǎn)物中只有一種酸根）______．在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，也可用鹽酸浸出鈷，但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中不用鹽酸，請(qǐng)從反應(yīng)原理分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因______．
（3）過(guò)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(chǎn)生Al（OH）₃時(shí)起重要作用，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式______．
（4）碳酸鈉溶液在過(guò)程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同，請(qǐng)寫(xiě)出在過(guò)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(guān)系正確的是______（填序號(hào)）．
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．如圖是粉紅色的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，A物質(zhì)的化學(xué)式是______．

Answer 1

解：（1）鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=+2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=+2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）Co₃O₄和硫代硫酸根離子在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子、二價(jià)鈷離子和水，離子反應(yīng)方程式為：4Co₃O₄+S₂O₃^2-+22H⁺=12Co²⁺+2SO₄^2-+11H₂O；鹽酸具有還原性，能被Co₂O₃?CoO氧化生成有毒的氯氣而污染環(huán)境，所以不能鹽酸，
故答案為：4Co₃O₄+S₂O₃^2-+22H⁺=12Co²⁺+2SO₄^2-+11H₂O；Co₂O₃?CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl₂污染環(huán)境；
（3）鋁離子能與碳酸根離子發(fā)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⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
故答案為：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）碳酸鈉溶液在過(guò)程Ⅲ中鋁離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳；碳酸鈉溶液在過(guò)程Ⅳ中調(diào)整pH，提供CO₃^2-，使Co²⁺沉淀為CoCO₃；
故答案為：調(diào)整pH，提供CO₃^2-，使Co²⁺沉淀為CoCO₃；
（5）A．Na₂CO₃溶液中電荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）+2c（CO₃^2-），故A錯(cuò)誤；
B．碳酸根離子發(fā)生水解以及水的電離，所以溶液中離子濃度：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），故B正確；
C．碳酸根離子發(fā)生水解以及水的電離，所以溶液中離子濃度：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），故C正確；
D．Na₂CO₃溶液中質(zhì)子守恒：c（H⁺）═c（OH^-）+c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃），故D正確；
故選：BCD；
（6）CoCl₂?6H₂O～CoCl₂
238 130
m 65mg
解得：m=119mg
A物質(zhì)的化學(xué)式為CoCl₂?nH₂O，則有：
CoCl₂?6H₂O～CoCl₂?nH₂O△m
238 18（6-n）
119mg 119mg-83mg
=，解得：n=2，
所以A物質(zhì)的化學(xué)式為：CoCl₂?2H₂O，故答案為：CoCl₂?2H₂O．
分析：（1）鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，注意該反應(yīng)中水是反應(yīng)物；
（2）Co₃O₄和硫代硫酸根離子在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子、二價(jià)鈷離子和水；鹽酸具有還原性，能被Co₂O₃?CoO氧化生成有毒的氯氣；
（3）根據(jù)鋁離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳；
（4）碳酸鈉溶液在過(guò)程Ⅲ中鋁離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳；碳酸鈉溶液在過(guò)程Ⅳ中調(diào)整pH，提供CO₃^2-，使Co²⁺沉淀為CoCO₃；
（5）A．根據(jù)電荷書(shū)恒判斷；
B．根據(jù)碳酸根離子發(fā)生水解以及水的電離判斷出離子濃度的大小；
C．根據(jù)碳酸根離子發(fā)生水解以及水的電離判斷出離子濃度的大��；
D．根據(jù)質(zhì)子守恒判斷；
（6）根據(jù)關(guān)系式CoCl₂?6H₂O～CoCl₂求出CoCl₂?6H₂O的質(zhì)量，然后再根據(jù)差量法求出A物質(zhì)的化學(xué)式．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了金屬及其化合物的性質(zhì)，考查氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、關(guān)系式計(jì)算等，難度中等，關(guān)鍵根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程利用氧化還原反應(yīng)判斷發(fā)生的離子反應(yīng)，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查．是一道不錯(cuò)的能力考查題．