Question

【題目】以含鈷廢催化劑(主要成分為Co、Fe、SiO2)為原料，制取氧化鈷的流程如下：

(1) 溶解：溶解后過(guò)濾，將濾渣洗滌2～3次，再將洗液與濾液合并的目的是________________________________________________________________________。

(2) 氧化：加熱攪拌條件下加入NaClO3，將Fe2＋氧化成Fe3＋，其離子方程式是____________________________。

已知：鐵氰化鉀化學(xué)式為K3[Fe(CN)6]；亞鐵氰化鉀化學(xué)式為K4[Fe(CN)6]·3H2O。

3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓(藍(lán)色沉淀)

4Fe3＋＋3[Fe(CN)6]4－===Fe4[Fe(CN)6]3↓(藍(lán)色沉淀)

確定Fe2＋是否氧化完全的方法是__________________________________。(可供選擇的試劑：鐵氰化鉀溶液、亞鐵氰化鉀溶液、鐵粉、KSCN溶液)

(3) 除鐵：加入適量的Na2CO3調(diào)節(jié)酸度，生成黃鈉鐵礬[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________________。

(4) 沉淀：生成沉淀堿式碳酸鈷[(CoCO3)2·3Co(OH)2]，沉淀需洗滌，洗滌的操作是________________________________________________________________________。

(5) 溶解：CoCl2的溶解度曲線如圖所示。向堿式碳酸鈷中加入足量稀鹽酸，邊加熱邊攪拌至完全溶解后，需趁熱過(guò)濾，其原因是__________________________________________。

(6) 灼燒：準(zhǔn)確稱取CoC2O4 1.470 g，在空氣中充分灼燒得0.830 g氧化鈷，寫出氧化鈷的化學(xué)式：________________。

Answer 1

【答案】 提高鈷等元素的利用率 6Fe2＋＋6H＋＋ClO6Fe3＋＋Cl－＋3H2O 取氧化后的溶液少許于試管中，滴加幾滴鐵氰化鉀溶液，若無(wú)藍(lán)色沉淀生成，則Fe2＋已全部被氧化 3Fe2(SO4)3＋6H2O＋6Na2CO3===Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓＋5Na2SO4＋6CO2↑ 沿玻璃棒向漏斗中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，靜置使濾液流出。重復(fù)操作2～3次 防止因溫度降低，CoCl2晶體析出 Co2O3

【解析】試題分析：（1）溶解后過(guò)濾，將濾渣洗滌2～3次，洗液與濾液合并，有利于提高原料中鈷元素的利用率，便于提高氧化鈷的產(chǎn)率。

（2）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的一般規(guī)律，NaClO3將Fe2+氧化成Fe3+的同時(shí)，本身被還原為氯離子；根據(jù)題示信息，溶液中 Fe2+時(shí)，加入鐵氰化鉀會(huì)生成藍(lán)色沉淀，因此取氧化后的溶液少許于試管中，滴加幾滴鐵氰化鉀溶液，若無(wú)藍(lán)色沉淀生成，則Fe2+已全部被氧化。

（3）根據(jù)氧化后的溶液中存在Fe2(SO4)3，除鐵時(shí)加入適量的Na2CO3調(diào)節(jié)酸度，生成黃鈉鐵礬[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，同時(shí)應(yīng)該生成二氧化碳?xì)怏w，結(jié)合質(zhì)量守恒定律，還有硫酸鈉生成，因?yàn)楫a(chǎn)物中含H元素，反應(yīng)物中需有水參加反應(yīng)。

（4）根據(jù)洗滌沉淀的一般方法，洗滌的操作是向漏斗中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，靜置使濾液流出。重復(fù)操作2~3次。

（5）CoCl2的溶解度受溫度的影響較大，趁熱過(guò)濾的原因是防止溫度降低后，CoCl2晶體析出。

（6）1.470 gCoC2O4中含有Co的質(zhì)量=1.470g×=0.59g，0.830 g氧化鈷中含有O的質(zhì)量="0.830" g—0.59g=0.24g， ==，因此氧化鈷的化學(xué)式為Co2O3。