Question

废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：

(1)电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为                                                    。

(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是            。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的            。

(3)溶液Ⅰ的主要成分是            。洗涤CoC₂O₄不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是                                          。

(4)将Co₂O₃还原成Co粉的化学反应方程式为                                        。

Answer

(1)2H＋＋2e－=H2

(2)Fe(OH)3 Co2＋(或Co)

(3)NH4Cl 焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl

(4)Co2O3＋3H2=2Co＋3H2O

【解析】本题考查电解原理、除杂、洗涤沉淀，氧化还原反应方程式的书写，意在考查考生对化工流程的分析能力和综合运用知识的能力。(1)阴极发生还原反应，应是H＋放电生成氢气。(2)废旧刀具作阳极，电解时阳极产生Co2＋和Fe2＋，加入双氧水后Fe2＋被氧化生成Fe3＋，通入氨气后生成Fe(OH)3沉淀，即滤饼的主要成分是Fe(OH)3。洗涤液中含有Co2＋，可循环使用。(3)加入的草酸铵与CoCl2反应，生成草酸钴和氯化铵，则溶液Ⅰ中主要含有NH4Cl。若草酸钴表面的NH4Cl未洗净，则焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl，造成环境污染。(4)Co2O3～6e－～2Co，H2～2e－～H2O，根据得失电子守恒有Co2O3～3H2，可得Co2O3＋3H2=2Co＋3H2O。