Question

【題目】CoC2O4是制備金屬鈷的原料。利用含鈷廢料(主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有機(jī)物等)制取CoC2O4的工藝流程如圖：

(1)“550℃煅燒”的目的是_______。

(2)“浸出液”的主要成分是_______。

(3)“鈷浸出”過程中Co3+轉(zhuǎn)化為Co2+，反應(yīng)的離子方程式為_________。

(4)“凈化除雜1”過程中，需在40～50℃加入H2O2溶液，其目的是______。(用離子方程式表示)；再升溫至80～85℃，加入Na2CO3溶液，調(diào)pH至5，“濾渣I”的主要成分是______。

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

(6)為測定制得的CoC2O4產(chǎn)品的純度，現(xiàn)稱取1.000g樣品，將其用適當(dāng)試劑轉(zhuǎn)化為草酸銨[(NH4)2C2O4]溶液，再用過量稀硫酸酸化，用0.1000mol/L高錳酸鉀溶液滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)，共用去高錳酸鉀溶液26.00mL，該產(chǎn)品的純度為_______________。

Answer 1

【答案】除去碳和有機(jī)物 NaAlO2 2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+ 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O Fe(OH)3 7.0×10-6mol/L 95.55%

【解析】

利用含鈷廢料(主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有機(jī)物等)制取CoC2O4，需要將碳及有機(jī)物在550℃煅燒除去，利用NaOH將Al2O3溶解轉(zhuǎn)化為NaAlO2進(jìn)入浸出液；利用還原劑Na2SO3將Co3+還原為Co2+，同時(shí)也會(huì)將Fe3+還原為Fe2+；在“凈化除雜1”過程中，需加入氧化劑，同時(shí)調(diào)節(jié)pH，將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀；然后加入過量的NaF溶液，將Mg2+、Ca2+轉(zhuǎn)化為MgF2、CaF2沉淀除去；最后加入(NH4)2C2O4溶液，將Co2+轉(zhuǎn)化為CoC2O4。

(1)碳及有機(jī)物具有可燃性，“550℃煅燒”的目的是除去碳和有機(jī)物。答案為：除去碳和有機(jī)物；

(2)各種氧化物中，只有Al2O3溶于NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O，所以“浸出液”的主要成分是NaAlO2。答案為：NaAlO2；

(3)“鈷浸出”過程中Co3+轉(zhuǎn)化為Co2+，同時(shí)Na2SO3轉(zhuǎn)化為Na2SO4，反應(yīng)的離子方程式為2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+。答案為：2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+；

(4)“凈化除雜1”過程中，需加入氧化劑，同時(shí)調(diào)節(jié)pH，將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。所以，在40～50℃加入H2O2溶液，其目的是2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；再升溫至80～85℃，加入Na2CO3溶液，調(diào)pH至5，使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，所以“濾渣I”的主要成分是Fe(OH)3。答案為：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；Fe(OH)3；

(5)“凈化除雜2”可將鈣、鎂離子轉(zhuǎn)化為沉淀過濾除去，若所得濾液中c(Ca2+)=1.0×l0-5mol/L，則濾液中c(Mg2+)== mol/L=7.0×10-6mol/L。答案為：7.0×10-6mol/L；

(6)KMnO4與H2C2O4反應(yīng)的關(guān)系式為：2KMnO4——5H2C2O4，n(CoC2O4)= n(H2C2O4)=×0.1000mol/L×0.02600L=0.0065mol，該產(chǎn)品的純度為=95.55%。答案為：95.55%。