填空题  水钴矿中除SiO2外，还有9.24% CoO、2.78% Fe2O3、0.96% MgO、0.084 % CaO。从中提取钴的主要工艺流程如下：

（1）在一定浓度的H2SO4溶液中，钴的浸出率随时间、温度的变化如图所示。考虑生产成本和效率，最佳的浸出时间为???????小时，最佳的浸出温度为?????℃。

（2）请配平下列除铁的化学方程式：
Fe2(SO4)3+???H2O+???Na2CO3=???Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+???Na2SO4+??? CO2↑
（3）“除钙、镁”的原理反应为：MgSO4+2NaF=MgF2↓+Na2SO4 ；CaSO4+2NaF=CaF2↓+Na2SO4
已知Ksp（CaF2）=1.11×10－10，Ksp（MgF2）=7.40×10－11，加入过量NaF溶液反应完全后过滤，则滤液中???????。
（4）“沉淀”中含杂质离子主要有SO42－、F－、????和?????；“操作X”包括??????和???????。
（5）某锂离子电池正极是LiCoO2，含Li+导电固体为电解质。充电时，Li＋还原为Li，并以原子形式嵌入电池负极材料碳-6（C6）中（如图所示）。电池反应为LiCoO2+C6 CoO2+LiC6，写出该电池放电时的正极反应式??????????????????????????。

填空题  水钴矿中除SiO2外，还有9.24% CoO、2.78% Fe2O3、0.96% MgO、0.084 % CaO。从中提取钴的主要工艺流程如下：

（1）在一定浓度的H2SO4溶液中，钴的浸出率随时间、温度的变化如图所示。考虑生产成本和效率，最佳的浸出时间为???????小时，最佳的浸出温度为?????℃。

（2）请配平下列除铁的化学方程式：
Fe2(SO4)3+???H2O+???Na2CO3=???Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+???Na2SO4+???CO2↑
（3）“除钙、镁”的原理反应为：MgSO4+2NaF=MgF2↓+Na2SO4 ；CaSO4+2NaF=CaF2↓+Na2SO4
已知Ksp（CaF2）=1.11×10－10，Ksp（MgF2）=7.40×10－11，加入过量NaF溶液反应完全后过滤，则滤液中???????。
（4）“沉淀”中含杂质离子主要有SO42－、F－、????和?????；“操作X”包括??????和???????。
（5）某锂离子电池正极是LiCoO2，含Li+导电固体为电解质。充电时，Li＋还原为Li，并以原子形式嵌入电池负极材料碳-6（C6）中（如图所示）。电池反应为LiCoO2+C6 CoO2+LiC6，写出该电池放电时的正极反应式??????????????????????????。


本题答案：（16分）（1）12（2分），90（2分）
（2）3，
本题解析：
试题分析：（1）读图可知，升高温度，钴的浸出率逐渐增大，因此60℃时生产效率太低，90℃时的生产效率与120℃时的生产效率相差不明显，但是120℃时生产成本远远大于90℃时生产成本；因此最佳浸出温度为90℃，而最佳浸出时间为12h；（2）观察可知，该反应不涉及氧化还原反应，可以用设1法配平；设Na2Fe6(SO4)4(OH)12的系数为1，根据铁原子守恒可得Fe2(SO4)3的系数为3；根据硫原子守恒可得Na2SO4的系数为5，根据钠原子守恒可得Na2CO3的系数为6，根据碳原子守恒可得CO2的系数为6，根据氢原子守恒可得H2O的系数为6，即3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6 (SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑；（3）c(Ca2+)/c(Mg2+)=[c(Ca2+)?c2(F－)]/[c(Mg2+)?c2(F－)]= Ksp（CaF2）/ Ksp（MgF2）=(1.11×10－10)/( 7.40×10－11)=1.5；（4）沉淀中所含 91exam .org杂质离子来自可溶性盐电离，可溶性盐来自沉淀步骤之前发生的反应，即加入稀硫酸酸浸时引入的硫酸根离子，加入碳酸钠除铁时引入的钠离子，加入氟化钠除去钙、镁时引入的氟离子，加入草酸铵沉淀钴离子时引入的铵根离子；除去四水合草酸钴沉淀中混有的可溶性物质，常用洗涤、干燥等操作；（5）放电时电池总反应为CoO2+LiC6=LiCoO2+C6，钴元素由+4降为+3价，锂元素由合金中的0升为+1价，则负极反应式为Li—e－=Li+，阳离子移向正极，则锂离子移向正极并参与正极上的反应，所以正极反应式为CoO2+ e－+ Li+= LiCoO2。

本题所属考点：【气体的净化、干燥、吸收与收集】
本题难易程度：【一般】