金属钴抗腐蚀性强,可用于生产不锈钢.以含钴矿石(主要成份为CoO,还有少量SiO2、Fe2O3和CuO等)为原料生产钻的工艺流程如图所示(已知钴的主要化合价为+2、+3):(1)酸浸前通常要将矿石份碎,则粉粹的目的是.(2)若在实验中进行操作a、操作b,则实验中均需要用到的一种玻璃仪器是,操作c中得到盐与脂肪酸,则操作c的名称是.(3)由流程图中的信息,可得出铁、铜、钴的硫酸盐的溶解性的差异是.(4)“氧化沉钴”时发生反应的离子方程式为.(5)氧化钴→粗钴的化学方程式为;若用电解法获得精钴,阳极材料是.(6)锂离子电池是一种二次电池,它主要依靠锂离子在正极(嵌入有Li的CoO2)和负极(嵌入有Li的C6)之间的移动来工作.在充、放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌.已知充电时电池的阴极反应为6C+xLi++xe-═LixC6,则放电时电池的正极反应式为,放电过程中Li+向(填“正”或“负”)极移动. 化学
网友回答
【答案】 含钴矿石(主要成份为CoO,还有少量SiO2、Fe2O3和CuO等)用稀硫酸酸浸,过滤后除去滤渣,将滤液进行萃取,经过分液操作后得到有机相和无机相,将无机相中加入氯气和氢氧化钠进行氧化沉钴,过滤后得含钠的滤液和氧化钴固体,将氧化钴固体用一氧化碳还原得粗钴,再用电解法可获得精钴,将有机相进行蒸馏得到铁盐、铜盐和脂肪酸,脂肪酸再用于前面的萃取,进行循环利用,(1)将矿石份碎,可以增大与酸的接触面积,进而可以加快反应速率,所以粉粹的目的是加快酸浸速率,故答案为:加快酸浸速率;(2)根据上面的分析可知,操作a为过滤,操作b为分液,根据实验中所用玻璃仪器可知,都要用到烧杯,操作c为分离两种互溶液的液体,可以用蒸馏,故答案为:烧杯;蒸馏;(3)根据流程图中的信息可知,铁、铜的硫酸盐易溶于有机溶剂,而钴的硫酸盐难溶于有机溶剂,故答案为:铁、铜的硫酸盐易溶于有机溶剂脂肪酸,而钴的硫酸盐难溶于有机溶剂脂肪酸;(4)“氧化沉钴”时,氯气在碱性条件下将+2价钴离子氧化成三氧化二钴,反应的离子方程式为2Co2++Cl2+4OH-=Co2O3+2Cl-+2H2O,故答案为:2Co2++Cl2+4OH-=Co2O3+2Cl-+2H2O;(5)用CO还原氧化钴可得粗钴,反应的化学方程式为Co2O3+3CO 高温 .
【问题解析】
含钴矿石(主要成份为CoO,还有少量SiO2、Fe2O3和CuO等)用稀硫酸酸浸,过滤后除去滤渣,将滤液进行萃取,经过分液操作后得到有机相和无机相,将无机相中加入氯气和氢氧化钠进行氧化沉钴,过滤后得含钠的滤液和氧化钴固体,将氧化钴固体用一氧化碳还原得粗钴,再用电解法可获得精钴,将有机相进行蒸馏得到铁盐、铜盐和脂肪酸,脂肪酸再用于前面的萃取,进行循环利用,(1)将矿石份碎,可以增大与酸的接触面积,进而可以加快反应速率;(2)根据上面的分析可知,操作a为过滤,操作b为分液,根据实验中所用玻璃仪器判断;操作c为分离两种互溶液的液体,据此确定操作名称;(3)根据流程图中的信息可知,铁、铜的硫酸盐易溶于有机溶剂,而钴的硫酸盐难溶于有机溶剂;(4)“氧化沉钴”时,氯气在碱性条件下将+2价钴离子氧化成三氧化二钴,根据电荷守恒和元素守恒书写离子方程式;(5)用CO还原氧化钴可得粗钴;根据电解精炼的原理可知,用电解法获得精钴,阳极材料是粗钴;(6)充电时电池的阴极反应为6C+xLi++xe-═LixC6,则放电时的负极反应为LixC6-xe-═6C+xLi+,所以根据锂离子电池的工作原理,放电时电池的正极发生还原反应,即锂离子得电子生成锂,在原电池中,阳离子向正极运动,阴离子向负极运动,据此答题. 名师点评 本题考点 物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用 考点点评 本题为生产流程题,涉及金属的回收、环境保护、氧化还原反应、物质的分离提纯和除杂等问题,题目较为综合,做题时注意仔细审题,从题目中获取关键信息,难度中等,难点是电极反应式的书写.
【本题考点】
物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用 考点点评 本题为生产流程题,涉及金属的回收、环境保护、氧化还原反应、物质的分离提纯和除杂等问题,题目较为综合,做题时注意仔细审题,从题目中获取关键信息,难度中等,难点是电极反应式的书写.