Question

【題目】草酸鈷是制作氧化鈷和金屬鈷的原料。一種利用含鈷廢料（主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有機物等）制取CoC2O4的工藝流程如圖：

(1)“550℃焙燒”的目的是_____________________________。

(2)“浸出液”的主要成分是__________________。

(3)“鈷浸出”過程中Co3+轉化為Co2+，該反應的離子方程式為_________________________。

(4)“凈化除雜1”過程中，先在40～50℃加入H2O2，再升溫至80～85℃，加入Na2CO3溶液，調pH至4.5，“濾渣1”主要成分的是__________________。

(5)“凈化除雜2”可將鈣、鎂離子轉化為沉淀過濾除去，若所得濾液中c（Ca2+）=1.0×l0-6mol/L，則濾液中c（Mg2+）為__________________。[已知Ksp（MgF2）=7.35×10-11、Ksp（CaF2）=1.05×10-10]

(6)為測定制得樣品的純度，現稱取1.000g樣品，將其用適當試劑轉化，得到草酸銨溶液，再用過量稀硫酸酸化，用0.1000mol/LKMnO4溶液滴定，達到滴定終點時，共用去KMnO4溶液24.00mL，則草酸鈷樣品的純度為___________。

(7)取一定質量的CoC2O4·2H2O分解后的鈷氧化物（Co的化合價為+2、+3），用480ml 5mol/L鹽酸恰好完全溶解固體，得到CoCl2溶液和4.48L（標準狀況）黃綠色氣體。試確定該鈷氧化物中Co、O的物質的量之比為___________。

Answer 1

【答案】除去碳和有機物 NaAlO2 2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+ Fe（OH）3 7.0×10-7mol/L 88.2% 5：6

【解析】

(1)“550℃焙燒”的目的，應從含鈷廢料中含有碳和有機物進行分析；

(2)“浸出液”的主要成分，應為含鈷廢料中的某物質與堿反應的產物；

(3)“鈷浸出”過程中Co3+轉化為Co2+，則發生Co3+與SO32-反應，生成SO42-、Co2+等；

(4)“凈化除雜1”過程中，先在40～50℃加入H2O2，再升溫至80～85℃，加入Na2CO3溶液，調pH至4.5，“濾渣1”主要成分是Fe3+水解的產物；

(5)先利用Ksp(CaF2)=1.05×10-10，求出c2(F-)，再由Ksp(MgF2)=7.35×10-11，求出c(Mg2+)；

(6)利用電子守恒，建立關系式2MnO4-——5C2O42-——5CaC2O4，n(CaC2O4)=n(MnO4-)，從而求出草酸鈷樣品的純度；

(7)利用關系式O——2H+，Co2+——2Cl-，可分別求出Co、O原子的物質的量，從而求出該鈷氧化物中Co、O的物質的量之比。

(1)“550℃焙燒”的目的，是從含鈷廢料中除去碳和有機物；

答案為：除去碳和有機物；

(2)“浸出液”的主要成分，為含鈷廢料中Al2O2與NaOH反應的產物NaAlO2；

答案為：NaAlO2；

(3)“鈷浸出”過程中Co3+轉化為Co2+，則發生Co3+與SO32-反應，生成SO42-、Co2+等，離子方程式為2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+；

答案為：2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+；

(4)“凈化除雜1”過程中，先在40～50℃加入H2O2，再升溫至80～85℃，加入Na2CO3溶液，調pH至4.5，“濾渣1”主要成分是Fe3+水解的產物Fe(OH)3；

(5) Ksp(CaF2)=1.05×10-10，c2(F-)==1.05×10-5mol/L；Ksp(MgF2)=7.35×10-11，c(Mg2+)==7.0×10-7mol/L；

答案為：7.0×10-7mol/L；

(6)利用電子守恒，建立關系式2MnO4-——5C2O42-——5CaC2O4，n(CaC2O4)=n(MnO4-)=×0.1000mol/L×0.024mL=0.006mol，從而求出草酸鈷樣品的純度= 88.2%；

答案為：88.2%；

(7)利用關系式O——2H+，Co2+——2Cl-，可求出n(Co)= (5mol/L×0.48L-)=1mol，n(O)=×5mol/L×0.48L=1.2mol，從而得出n(Co):n(O)=1mol:1.2mol=5:6；

答案為：5:6。