Question

【題目】金屬鈷(Co)在國防工業(yè)中有重要應(yīng)用。某礦石中含鉆的氧化物(CoO、Co2O3)研究人員在實(shí)驗(yàn)室用硫酸酸浸的方法提取鈷元素,并探究最佳提取條件。
(1)寫出下列化合物中Co元素的化合價(jià):CoO_________，Co2O3______________。

(2)酸浸時(shí)鈷的氧化物發(fā)生如下反應(yīng)：

反應(yīng)I CoO+H2SO4===CoSO4+H2O

反應(yīng)Ⅱ 2Co2O3+4H2SO4===4CoSO4+O2↑+4H2O

反應(yīng)Ⅲ Co2O3+2H2SO4+Na2SO3===2CoSO4+2H2O+Na2SO4

①反應(yīng)后溶液中含鈷元素的微粒是_________ (填化學(xué)符號)

②已知反應(yīng)前礦石中CoO的質(zhì)量為ag,Co2O3的質(zhì)量為bg,則理論上可以生成CoSO4____g(用含a、b的式子表示)

(3)為探究最佳提取條件,將礦石在一定條件下酸浸4小時(shí),測量鈷元素的浸出率部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：

①本實(shí)驗(yàn)研究了哪些因素對鈷元素浸出率的影響__________________________________；

②根據(jù)上表數(shù)據(jù),其他條件不變,溫度升高,鈷元素的浸出率___________________________；

③工業(yè)生產(chǎn)中采用實(shí)驗(yàn)______________(填編號)的提取條件更合理。

Answer 1

【答案】+2+3Co2+155×(a/75 + b/83)硫酸用量、亞硫酸鈉用量、溫度增大5

【解析】

(1)單質(zhì)中元素的化合價(jià)為零，化合物中元素的化合價(jià)代數(shù)和為零。化合物中氧元素的化合價(jià)為-2價(jià)， CoO中Co為+2價(jià)，Co2O3中Co為+3價(jià)；(2) ①由上述方程式可知，反應(yīng)后鈷元素以CoSO4存在于溶液中，所以溶液中含鈷元素的微粒是Co2+；②設(shè)CoO生成CoSO4的質(zhì)量為x,Co2O3生成CoSO4的質(zhì)量為y,

CoO+H2SO4===CoSO4+H2O

75 155

ag x 75/ag=166/x x=155×ag÷75

2Co2O3+4H2SO 4===4CoSO4+O2↑+4H2O

332 155×4

bg y 332/bg= 155×4/y y= 155×4×bg÷332

則理論上可以生成CoSO4的質(zhì)量為：155×(a/75 + b/83)；

(3) ①由表格中數(shù)據(jù)可知，對鈷元素浸出率產(chǎn)生影響的因素有硫酸用量、亞硫酸鈉用量、溫度；②根據(jù)上表數(shù)據(jù),其他條件不變,溫度升高,鈷元素的浸出率增大；③工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)采用實(shí)驗(yàn)5的方案，因?yàn)樵摋l件下，鈷元素浸出率最高。