（江苏专版）2020版高考化学一轮复习专题十第一题化学工艺流程题型研究学案

金属离子水解趋势增强，易形成沉淀，影响产品的质量。反应Ⅲ过程中往往加入少量硝酸铝，Fe在H、NO3作用下被氧化为Fe，则转化①的离子方程式为3Fe＋4H＋NO3=== 3Fe＋NO↑＋2H2O。(5)实际生产中，阳极附近由于溶液中的Cl和OH放电发生副反应，可能产生的气体为Cl2、O2。

答案：(1)适当提高硫酸浓度、适当提高反应温度等 (2)4FeSO4＋O2＋2H2SO4===2Fe2(SO4)3＋2H2O

(3)温度过低，反应速率太慢；温度过高，金属离子水解趋势增强，易形成沉淀，影响产品的质量 3Fe＋4H＋NO3===3Fe＋NO↑＋2H2O

(4)2Fe＋?3－?SO4＋nH2

?2?(5)Cl2、O2

7．(2019·南通模拟)CoCO3是一种制造锂电池电极的原料。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的一种工艺流程如图所示：

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＋

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?

n?

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2

(OH)n(SO4)3－＋nH

2

n＋

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L计算)

金属离子 Co Al Zn 2＋3＋2＋－1

开始沉淀的pH 7.6 3.0 5.4 沉淀完全的pH 9.4 5.0 8.0 (1)“酸浸”时通入SO2的目的是___________________________________________。 (2)“除铝”时调节溶液pH范围为________，该过程中主要反应的离子方程式为______________________________________________________________________。

(3)“萃取”过程可表示为ZnSO4(水层)＋2HX(有机层

2

(有机层)＋H2SO4(水层)，

由有机层获取ZnSO4溶液的操作是__________________________________________。

(4)“沉钴”时Na2CO3溶液需缓慢滴加的原因是___________________________。 (5)CoCO3隔绝空气灼烧可以生成Co2O3，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

解析：钴废渣(主要成分CoO、Co2O3，还含有Al2O3、ZnO等杂质)用H2SO4溶解并通入SO2，使溶液中的Co还原成Co，加入Na2CO3除铝时，Al和 CO3 发生互相促进水解反应使铝转化为Al(OH)3↓，但不能让Zn、Co形成沉淀，则pH范围为5.0～5.4，加入萃取剂HX，从有机层中分离出ZnSO4，最后加入Na2CO3，沉钴，形成CoCO3沉淀。(3)根据题给信息“ZnSO4(水

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2－

层)＋2HX(有机层)ZnX2(有机层)＋H2SO4(水层)”，要得到ZnSO4溶液，即使上述平衡向

逆反应方向移动，故由有机层获取ZnSO4溶液的操作是向有机层中加入适量的硫酸溶液充分振荡，静置，分液。(4)Na2CO3溶液呈较强的碱性，为了防止生成Co(OH)2↓，故“沉钴”时Na2CO3溶液需缓慢滴加。

答案：(1)将Co还原为Co

(2)5.0～5.4 2Al＋3CO3＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑ (3)向有机层中加入适量的硫酸溶液充分振荡，静置，分液 (4)防止加入过快后，局部碱性过强而产生Co(OH)2 灼烧

(5)2CoCO3=====Co2O3＋CO↑＋CO2↑

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3＋

2＋