过渡金属催化的反应已成为重要的合成工具,贵金属成本高,会对环境造成不利影响,因此研究成本低廉的含锰、铁、钴、镍、铜等催化剂成为热点.以下是以含钴废渣(主要成分CoO、Co2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备CoCO3的一种工艺流程:

已知:Ksp[CoCO3]=1.4×10-13,Ksp[Co(OH)2]=2.0×10-15.
回答下列问题:
(1)为了加快“酸浸”速率,可以采取的操作有 适当升高温度,适当提高H2SO4浓度,将废渣粉碎,搅拌等适当升高温度,适当提高H2SO4浓度,将废渣粉碎,搅拌等.(至少答两条)
(2)酸浸时通入SO2的主要作用是 将Co2O3还原成Co2+将Co2O3还原成Co2+.
(3)“除铝”步骤中,铝离子发生的离子反应方程式 Al3++3HCO-3=Al(OH)3↓+3CO2↑Al3++3HCO-3=Al(OH)3↓+3CO2↑.
(4)“沉钴”的离子方程式是 Co2++2HCO-3=CoCO3↓+H2O+CO2↑Co2++2HCO-3=CoCO3↓+H2O+CO2↑.
“沉钴”步骤选择NaHCO3,而不选择Na2CO3是为了避免有Co(OH)2的生成,向溶液加入Na2CO3溶液,当溶液的pH达到8时,就会同时有Co(OH)2生成,计算当溶液的pH为8时,溶液中的CO2-3浓度=7.0×10-12.27.0×10-12.2mol/L.
(5)CoCO3与纯碱反应可以制备重要的电极材料钴酸锂(LiCoO2).一种充电电池的装置如图所示,充放电过程中,存在LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,放电过程中Li+从A电极向B电极迁移,写出该电池放电时的正极反应:xLi++Li1-xCoO2+xe-=LiCoO2xLi++Li1-xCoO2+xe-=LiCoO2,若用该电池进行电解食盐水,当通过隔膜的离子数目为0.2NA时,电解池阴极收集到的气体体积在标准状况下为 22.422.4L.

HCO
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3
HCO
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3
HCO
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3
HCO
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3
CO
2
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3
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】适当升高温度,适当提高H2SO4浓度,将废渣粉碎,搅拌等;将Co2O3还原成Co2+;Al3++3=Al(OH)3↓+3CO2↑;Co2++2=CoCO3↓+H2O+CO2↑;7.0×10-12.2;xLi++Li1-xCoO2+xe-=LiCoO2;22.4
HCO
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3
HCO
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:19引用:1难度:0.6
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