Question

3．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”的目的是除去碳和有機物；
（2）“浸出液”的主要成分是NaAlO₂；
（3）“鈷浸出”過程中Co³⁺轉化為Co²⁺，反應的離子方程式為2Co³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Co²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
（4）“凈化除雜1”過程中，先在40～50℃加入H₂O₂，其作用是2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O（用離子方程式表示）；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Fe（OH）₃．
（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^-5mol/L，則濾液中 c（Mg²⁺）為7.0×10^-6mol/L[已知K_sp（MgF₂）=7.35×10^-11、K_sp（CaF₂）=1.05×10^-10]．
（6）為測定制得樣品的純度，現(xiàn)稱取1.00g樣品，將其用適當試劑轉化，得到草酸銨[（NH₄）₂C₂O₄]溶液，再用過量稀硫酸酸化，用0.1000mol/L KMnO₄溶液滴定，達到滴定終點時，共用去KMnO₄溶液26.00mL，則草酸鈷樣品的純度為95.55%．

Answer 1

分析 550℃焙燒含鈷廢料（主要成分為Co₂O₃，含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、MgO、碳及有機物等）除去碳和有機物，加入氫氧化鈉溶液，其中Al₂O₃溶解生成NaAlO₂，Co₂O₃、Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、MgO不溶，過濾，則浸出液的主要為NaAlO₂，向過濾得到的固體加入稀硫酸和亞硫酸鈉，Na₂SO₃將Co³⁺、Fe³⁺還原為Co²⁺、Fe²⁺，可得CoCl₂、FeCl₂、MgCl₂、CaCl₂，在40～50℃加入H₂O₂，氧化Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再升溫至80～85℃，加入Na₂CO₃調pH至4.5，可得到Fe（OH）₃沉淀，過濾后所得濾液主要含有CoCl₂、MgCl₂、CaCl₂，用NaF溶液除去鈣、鎂，過濾后，濾液中主要含有CoCl₂，加入草酸銨溶液得到草酸鈷，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）“550℃焙燒”可以除去碳和有機物；
故答案為：除去碳和有機物；
（2）加入氫氧化鈉溶液，Al₂O₃溶解生成NaAlO₂，所以浸出液的主要成分為NaAlO₂；
故答案為：NaAlO₂；
（3）“鈷浸出”過程中Co³⁺轉化為Co²⁺，則Na₂SO₃將Co³⁺還原為Co²⁺，自身被還原為硫酸鈉，發(fā)生的反應為：2Co³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Co²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
故答案為：2Co³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Co²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
（4）加入H₂O₂，氧化Fe²⁺氧化為Fe³⁺，反應為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，再升溫至80～85℃，加入Na₂CO₃調pH至4.5，可得到Fe（OH）₃沉淀；
故答案為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；Fe（OH）₃；
（5）已知K_sp（MgF₂）=7.35×10^-11、K_sp（CaF₂）=1.05×10^-10，若所得濾液中c（Ca²⁺）=1.0×l0^-5mol/L，則c（F^-）²=$\frac{Ksp（Ca{F}_{2}）}{c（C{a}^{2+}）}$，c（Mg²⁺）=$\frac{Ksp（Mg{F}_{2}）}{c（{F}^{-}）^{2}}$=$\frac{Ksp（Mg{F}_{2}）•c（C{a}^{2+}）}{Ksp（Ca{F}_{2}）}$=7.0×10^-6mol/L；
故答案為：7.0×10^-6mol/L；
（6）稱取1.00g樣品，將其用適當試劑轉化，得到草酸銨[（NH₄）₂C₂O₄]溶液，再用過量稀硫酸酸化，用0.1000mol/L KMnO₄溶液滴定，達到滴定終點時，共用去KMnO₄溶液26.00mL，
根據(jù)5CoC₂O₄～5（NH₄）₂C₂O₄～2KMnO₄，則樣品中m（CoC₂O₄）=$\frac{5}{2}$×26×10^-3L×0.1mol/L×147g/mol=0.9555g，故酸鈷樣品的純度為$\frac{0.9555}{1.0}×100%$=95.55%；
故答案為：95.55%．

點評 本題考查物質制備工藝流程、物質的分離提純、溶度積常數(shù)應用等，側重考查學生分析能力、獲取信息能力，難度較大．