Question

【題目】草酸鈷用途廣泛，可用于指示劑和催化劑的制備。用含鈷廢料（主要成分為，還含有一定量的、、、、等）制備草酸鈷晶體的工業流程如下圖所示。請回答下列問題：

已知：①草酸鈷晶體難溶于水

②為有機物（難電離）

③相關金屬離子形成氫氧化物沉淀的范圍如下：

金屬離子
開始沉淀的	7.5	2.7	3.4	6.9
沉淀完全的	9.0	3.7	4.7	8.9

（1）濾渣Ⅰ的成分_______。

（2）是一種綠色氧化劑，寫出加入后溶液中發生的主要反應的離子方程式______。

（3）加入氧化鈷調節浸出液的的范圍是______。

（4）加入有機溶劑的目的是______。

（5）若僅從沉淀轉化角度考慮，能否利用反應將轉化為____（填“能”或“不能”），說明理由：______。（已知，）

（6）為測定制得的草酸鈷晶體樣品的純度，現稱取樣品，先用適當試劑將其轉化，稀釋后得到純凈的草酸銨溶液。移取該溶液加入過量的稀硫酸酸化，用高錳酸鉀溶液滴定，當溶液由__________（填顏色變化），消耗高錳酸鉀溶液，計算草酸鈷晶體樣品的純度為__________。（用含、、的代數式表示）（已知的摩爾質量為）

Answer 1

【答案】、 （若寫成得2分；未配平寫成化學方程式不得分） 溶解，使之與水層分離 不能 該反應的平衡常數較小，轉化程度極小，所以不能實現轉化 無色變為淺紅色（或淺紫色或紫紅色）

【解析】

對含鈷廢料進行粉粹，加入硫酸進行酸浸，因為二氧化硅不溶于硫酸，生成的CaSO4微溶于水，則濾渣Ⅰ為二氧化硅、硫酸鈣；浸出液中含有CoSO4、NiSO4、Al2(SO4)3、FeSO4及過量得硫酸，浸出液中加入過氧化氫和CoO，將亞鐵離子轉化為鐵離子，同時調節pH，使鐵離子、鋁離子轉化為沉淀氫氧化鐵和氫氧化鋁而除去；向濾液中加入RH，Ni2+溶于有機層，分液后向水層加入草酸銨得到草酸鈷晶體。

(1)綜上分析，濾渣Ⅰ的成分為、。

(2)加入將亞鐵離子氧化為鐵離子，根據元素守恒和得失電子守恒，離子方程式為。

(3)加入氧化鈷的目的是調節浸出液的使鐵離子、鋁離子轉化為沉淀氫氧化鐵和氫氧化鋁，根據表格數據可知，要是鐵離子和鋁離子沉淀完全又不使鎳離子沉淀，故范圍是。

(4)根據流程圖可知，濾液中加入RH，Ni2+生成NiR2溶于有機層，使之與水層分離。

(5)的反應平衡常數K==，該反應的平衡常數較小，轉化程度極小，所以不能實現轉化。

(6)實驗通過測定草酸鈷中草酸根離子的含量求得草酸鈷晶體樣品的純度；先用適當試劑將其轉化，稀釋后得到純凈的草酸銨溶液，移取該溶液加入過量的稀硫酸酸化，用高錳酸鉀溶液滴定，發生反應2MnO4-+5C2O42-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，當溶液由無色變為淺紅色（或淺紫色或紫紅色）達到滴定終點，消耗高錳酸鉀溶液的物質的量為10-3L/mL=cV10-3mol，根據離子方程式得出反應的n(C2O42-)=，則樣品中草酸鈷晶體的質量為，樣品的純度為。