Question

【題目】含有Cu、Fe、Al、Co、Li、Si等成分的某合金廢料回收利用的工藝流程如圖所示。

已知：

①Fe、Co在周期表中屬同周期、同族；常溫下，pH=7.3時Li+或Co3+開始沉淀。

②有關物質的溶度積(Ksp)：

物質	Cu(OH)2	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2
Ksp	4.0×10-21mol3·L-3	1.0×10-32mol4·L-4	1.0×10-38mol4·L-4	8.0×10-19mol3·L-3

回答下列問題

（1）Na2CO3溶液可作為合金廢料的油污除劑，用離子方程式表示其原理__。

（2）“浸出渣”中的物質為__。

（3）①“浸出液”加入雙氧水的作用是__（用離子方程式表示）。

②氨水的作用是調節溶液的pH，常溫下，使溶液中雜質離子剛好沉淀完全而全部除去（濃度小于1.0×10-5mol·L-1認為完全沉淀）。需調節溶液的pH范圍為__。

（4）得到的CoC2O4·2H2O晶體在空氣中充分焙燒可得Co2O3，化學方程式為__。

（5）已知Li2CO3微溶于水，其飽和溶液的濃度與溫度的關系如表所示。

溫度/℃	10	30	60
濃度/(mol·L-1)	0.21	0.17	0.14

則操作X為蒸發濃縮、__，理由是__。

Answer 1

【答案】CO32-+H2OHCO3-+OH- Cu、Si 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 5.0＜pH＜7.3 4CoC2O4·2H2O+3O22Co2O3+8H2O+8CO2 趁熱過濾 減少Li2CO3的溶解損失

【解析】

合金廢料(含有Cu、Fe、Al、Co、Li、Si)加入碳酸鈉溶液除去合金廢料的油污，加入稀硫酸，浸出渣含有銅、硅，浸出液中加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氨水調節溶液pH使鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀、鋁離子轉化為氫氧化鋁沉淀，通過過濾得到溶液1中加入草酸銨溶液沉淀鈷離子，過濾得到溶液2主要是鋰離子的溶液，加入碳酸鈉沉淀鋰離子，過濾得到碳酸鋰，以此解答該題。

(1)Na2CO3溶液中存在水解平衡：CO32-+H2OHCO3-+OH-，溶液顯堿性，與油脂發生水解反應，能去除油污；；
(2)銅、硅與稀硫酸不反應，則浸出渣含有銅、硅；
(3)①加入H2O2的作用是氧化亞鐵離子為鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
②使溶液中雜質離子剛好沉淀完全而全部除去(濃度小于1.0×10-5molL-1)，由于Ksp[Al(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3]，當鋁離子沉淀完全時，鐵離子已經沉淀完全，所以根據Ksp[Al(OH)3]=c3(OH-)c(Al3+)可知c(OH-)==1×10-9molL-1，所以此時溶液的pH值為5，同時要使Li+或Co3+不沉淀，則pH＜7.3，所以要調節溶液的pH值為5.0＜pH＜7.3，
故答案為：5.0＜pH＜7.3；
(4)CoC2O4晶體焙燒生成Co2O3、CO2和水，反應的化學方程式為4CoC2O42H2O+3O22Co2O3+8 H2O+8CO2；

(5)Li2CO3微溶于水，溶解度隨溫度升高而降低，為減少Li2CO3的溶解損失，蒸發濃縮后必須趁熱過濾，