Question

【題目】金屬Co、Ni性質相似,在電子工業以及金屬材料上應用十分廣泛.現以含鈷、鎳、鋁的廢渣(含主要成分為CoO、Co2O3、Ni、少量雜質Al2O3)提取鈷、鎳的工藝如下:

(1)酸浸時SO2的作用是___________________________________

(2)除鋁時加入碳酸鈉產生沉淀的離子反應_________________________________

(3)有機層提取出的Ni2＋ 可用于制備氫鎳電池,該電池工作原理:NiOOH＋MHNi(OH)2＋M,電池放電時正極電極反應式為_________________________________.

(4)用CoCO3為原料采用微波水熱法和常規水熱法均可制得H2O2分解的高效催化劑CoxNi(１－x)Fe2O4(其中Co、Ni均為＋2價).如圖是用兩種不同方法制得的CoxNi(１－x)Fe2O4 在10℃時催化分解6％的H2O2 溶液的相對初始速率隨x 變化曲線.

①H2O2 的電子式_________________________________.

②由圖中信息可知:_________________________________法制取的催化劑活性更高.

③Co2＋ 、Ni2＋ 兩種離子中催化效果更好的是_________________________________.

(5)已知煅燒CoCO3時,溫度不同,產物不同.在400℃充分煅燒CoCO3,得到固體氧化物的質量2.41g,CO2的體積為0.672L(標況下),則此時所得固體氧化物的化學式為____________.

Answer 1

【答案】還原劑或將Co3+還原為Co2+ 2Al3++3CO32-+3H2O==2Al(OH)3↓+3CO2↑ NiOOH+e-+H2O==Ni(OH)2+OH- 微波水熱 Co2+ Co3O4

【解析】

根據氧化還原反應原理分析解答；根據離子反應方程式的書寫規則分析解答；根據電解池原理分析解答；根據物質的分離和提純原理分析解答。

(1)廢渣中含有CoO、Co2O3、Ni、少量雜質Al2O3等，酸浸時使固體溶解，可得到Co2+和Co3+,而通入SO2的作用是將Co3+還原為Co2+，

故答案為：將Co3+還原為Co2+；

(2)除鋁時控制溶液的pH，發生雙水解反應使Al3+沉淀下來，加入碳酸鈉產生沉淀的離子反應為：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑，

故答案為：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑；

(3)從方程式中可判斷出，放電時Ni從+3價降低到+2價，得到電子，即:NiOOH作正極，電極方程式為：NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-，

故答案為：NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-；

(4)①H2O2的電子式為，

故答案為：；

②由圖中信息可知，微波水熱法的反應速率高于常規水熱法，

故答案為：微波水熱法；

③從圖象可知，x值越大Ni2＋越少，Co2＋含量越多，反應速率越大，說明Co2+的催化效果比Ni2＋好，

故答案為：Co2+；

(5)設反應生成氧化物為：CoxOy，已知生成CO2標況下0.672L，即0.03mol，根據C原子守恒可知，n(CoCO3)=n(CO2)=0.03mol，由Co原子守恒可得到算式：，推得，即該氧化物為：Co3O4，

故答案為：Co3O4；