Question

一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co₂O₃•CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中．从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下：

(1)过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为        ．

(2)过程II中加入稀H₂SO₄酸化后，再加入Na₂S₂O₃溶液浸出钴．则浸出钴的离子反应方程式为                            (产物中只有一种酸根)．请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因                   ．

(3)碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同，请分别用离子方程式表示在过程III、IV中起的作用：                            ．

Answer

2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑4Co2O3•CoO+S2O32﹣+22H+=12Co2++2SO42﹣+11H2OCo2O3•CoO可氧化盐酸产生Cl2污染环境2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑ Co2++CO32﹣=CoCO3↓；

【解析】由题意知，废料在碱溶时，其中大多数的铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，过滤，分离出偏铝酸钠溶液和钴渣。钴渣经稀H2SO4酸化、Na2S2O3将+3价Co还原得到了含Co2+的溶液，因为产物中只有一种酸根，所以S2O32-被氧化为SO42-。浸出液经后续处理，Al3+与CO32-双水解转化为氢氧化铝沉淀，Li+转化为碳酸锂沉淀，将杂质元素铝和锂除去，得到含Co2+的滤液。滤液用30%碳酸钠溶液调pH,得到CoCO3沉淀。该沉淀经煅烧得到了粗产品CoO。

(1). 过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为：2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑

(2). 过程II中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴．则浸出钴的离子反应方程式为： 4Co2O3•CoO+S2O32﹣+22H+=12Co2++2SO42﹣+11H2O ，由此可知+3价Co具有很强的氧化性，所以如果用盐酸酸化，Co2O3•CoO可氧化盐酸产生Cl2污染环境 。

(3). 碳酸钠溶液在过程III和IV中因为浓度不同、控制的pH不同，所起作用也有所不同。过程III中是为了除去杂质离子，离子方程式为 2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑ ，过程IV是为了沉钴，离子方程式为 Co2++CO32﹣=CoCO3↓。