Question

（16分）工业上回收利用某合金废料（主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活泼金属）的工艺流程如下：

（1）金属M为           ，操作1为            。

（2）加入H₂O₂的作用是（用离子方程式表示）         ，加入氨水的作用是         。

（3）充分焙烧的化学方程式为             。

（4）已知Li₂CO₃微溶于水，其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。操作2中，蒸发浓缩后必须趁热过滤，其原因是            ，90℃时Ksp（Li₂CO₃）的值为            。

温度/℃	10	30	60	90
浓度/mol・L^－1	0.21	0.17	0.14	0.10

（5）用惰性电极电解熔融Li₂CO₃制取锂，阳极生成两种气体，则阳极的电极反应式为           。

Answer

（1）Cu（2分），过滤（2分）

（2）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O（2分），调节溶液的pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀；

（3）4CoC2O4·2H2O+3O22Co2O3＋8H2O＋8CO2（2分）

（4）减少Li2CO3的溶解损失（2分），4.0×10－3（2分，单位不作要求）

（5）2CO32－－4e－＝O2↑＋CO2↑（共2分，配平错误扣1分，气体符号错漏扣1分）

【解析】

试题分析：分析题给流程知，合金废料（主要含Fe、Cu、Co、Li等）中与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化钴、氯化锂和氢气，故金属M为铜，浸出液为氯化亚铁、氯化钴、氯化锂的混合液；浸出液加H2O2将亚铁离子氧化为铁离子，在加入氨水调节pH是铁离子转化为氢氧化铁沉淀，经过滤得滤渣氢氧化铁，溶液A为氯化锂和氯化钴的混合液；向氯化锂和氯化钴的混合液中加入草酸铵生成草酸钴晶体，在空气中灼烧得氧化钴；溶液B中加入碳酸钠溶液生成碳酸锂固体C。（1）金属M为Cu，操作1为过滤；（2）加入H2O2的作用是2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O，加入氨水的作用是调节溶液的pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀；（3）CoC2O4·2H2O充分焙烧生成氧化钴、二氧化碳和水，化学方程式为4CoC2O4·2H2O+3O22Co2O3＋8H2O＋8CO2；（4）分析表中数据知，Li2CO3饱和溶液的浓度水温度的升高而降低，操作2得Li2CO3固体的操作中，蒸发浓缩后必须趁热过滤，其原因是减少Li2CO3的溶解损失，90℃时Li2CO3饱和溶液的浓度为0.10 mol・L－1，Li＋浓度为0.2 0mol・L－1，CO32—浓度为0.10 mol・L－1，Ksp（Li2CO3）=c2(Li＋)c(CO32—)= 4.0×10－3；（5）用惰性电极电解熔融Li2CO3制取锂，阳极为碳酸根放电，发生氧化反应生成氧气和二氧化碳两种气体，电极反应式为2CO32－－4e－＝O2↑＋CO2↑。

考点：以金属的回收利用的工艺流程为载体考查物质的分离提纯，离子方程式、电极反应式的书写及沉淀溶解平衡。