Question

【題目】鈷及其化合物廣泛應用于磁性材料、電池材料及超硬材料等領(lǐng)域。一種制備草酸鈷晶體(CoC2O4·2H2O)的工藝流程如下

已知：①水鈷礦主要成分為Co2O3、Co(OH)3；還含有少量Fe2O3、Al2O3、MnO等雜質(zhì)。

②浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、A13+等

③部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：

(金屬離子濃度以0.01mol·L-1計)

（1）寫出浸出過程中Co(OH)3發(fā)生反應的離子方程式：______________________________。

（2）NaClO3的作用是_____________________________________________。

（3）加Na2CO3調(diào)pH的范圍應該在_______________間，a加入萃取劑的目的是______________________________。

（4）在空氣中加熱5.49g草酸鉆晶體(CoC2O4·2H2O)樣品，受熱過程中不同溫度范圍內(nèi)分別得到一種固體物質(zhì)，其質(zhì)量如下表：

經(jīng)測定，210~290℃過程中產(chǎn)生的氣體只有CO2，此過程發(fā)生反應的化學方程式是_____________________________________________。[M( CoC2O4·2H2O)=183g/mol]

Answer 1

【答案】 2Co(OH)3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+5H2O 將Fe2+氧化成Fe3+ 5.2~7.6 除去Mn2+ 3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2（Co3O4可以寫成CoOCo2O3)

【解析】試題分析：（1）浸出過程中Co(OH)3被亞硫酸鈉還原為Co2+；（2）NaClO3具有氧化性，可以把Fe2+氧化成Fe3+；（3）加Na2CO3的目的是除去Fe2+、A13+；根據(jù)題意，a加入萃取劑的目的是除去Mn2+；（4）5.49g草酸鉆晶體的物質(zhì)的量是 ，根據(jù)題意，210~290℃過程中固體產(chǎn)物中含有鈷元素的質(zhì)量是 ，氧元素的質(zhì)量是 ，氧元素物質(zhì)的量是0.04mol，所以固體的化學式是Co3O4；

解析：（1）浸出過程中Co(OH)3被亞硫酸鈉還原為Co2+，反應離子方程式是2Co(OH)3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+5H2O；（2）NaClO3的作用是把Fe2+氧化成Fe3+；（3）加Na2CO3的目的是調(diào)節(jié)PH，除去Fe2+、A13+，根據(jù)金屬陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH，加Na2CO3調(diào)pH的范圍應該在5.2~7.6間；根據(jù)題意，a加入萃取劑的目的是除去Mn2+；（4）5.49g草酸鉆晶體的物質(zhì)的量是 ，根據(jù)題意，210~290℃過程中固體產(chǎn)物中含有鈷元素的質(zhì)量是 ，氧元素的質(zhì)量是 ，氧元素物質(zhì)的量是0.04mol，所以固體的化學式是Co3O4；根據(jù)元素守恒，210~290℃過程中發(fā)生反應的化學方程式是3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2。