Question

【題目】鈷是重要的戰(zhàn)略金屬，鈷及其化合物廣泛用于航空、航天、電器、機(jī)械制造、磁性材料、化學(xué)和陶瓷等工業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中具有特殊意義。水鈷礦是鈷的重要來源。水鈷礦中除SiO2外，還有9.24﹪CoO、2.78﹪Fe2O3、0.96﹪MgO、0.084﹪CaO，從中提取鈷的工藝流程如下：

（1）浸出液是多種硫酸鹽的混合液，其中的溶質(zhì)主要有_____________（填化學(xué)式）

（2）除鐵時，溶液中的鐵轉(zhuǎn)化為難溶的Na2Fe6(SO4)4(OH)12,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________

（3）“除鈣、鎂”的反應(yīng)原理如下：

MgSO4+2NaF=MgF2↓+Na2SO4 CaSO4+2NaF=CaF2↓+Na2SO4

已知Ksp（CaF2）=1.11×10-10, Ksp（MgF2）=7.40×10-11,加入過量NaF溶液反應(yīng)完全后過濾，濾液中c(Ca2+)/c(Mg2+)=_________。

（4）“沉淀”表面吸附的雜質(zhì)離子主要有SO42-、F-、______和______，“操作X”包括_______和_________

（5）二水草酸鈷在350℃進(jìn)行分解時，先脫除結(jié)晶水，形成無水草酸鈷結(jié)晶體。然后分解出二氧化碳，獲得金屬鈷，寫出反應(yīng)方程式：__________________

Answer 1

【答案】 CoSO4、Fe2(SO4)3、MgSO4、CaSO4 3Fe2(SO4)3 + 6H2O + 6Na2CO3 = Na2Fe6(SO4)4(OH2)↓+ 5Na2SO4 + 6CO2↑ 1.5 NH4+ Na+ 洗滌 干燥 CoC2O4·2H2O CoC2O4 + 2H2O；CoC2O4 Co + 2CO2↑

【解析】水鈷礦磨礦將礦石粉碎，增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，加入稀硫酸，礦渣為SiO2，濾液中含有：CoSO4、Fe2(SO4)3、MgSO4、CaSO4，加入碳酸鈉，除去Fe2(SO4)3，加入氟化鈉，除去鈣鎂，過濾得主要含CoSO4的溶液，加入草酸銨，通過沉淀、過濾、洗滌、干燥得到四水合草酸鈷。

(1)根據(jù)上述分析，浸出液是多種硫酸鹽的混合液，其中的溶質(zhì)主要有CoSO4、Fe2(SO4)3、NgSO4、CaSO4，故答案為：CoSO4、Fe2(SO4)3、MgSO4、CaSO4；

(2)除鐵時，在Fe2(SO4)3溶液中加入碳酸鈉溶液生成難溶的Na2Fe6(SO4)4(OH)12，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe2(SO4)3 + 6H2O + 6Na2CO3 = Na2Fe6(SO4)4(OH2)↓+ 5Na2SO4 + 6CO2↑，故答案為：3Fe2(SO4)3 + 6H2O + 6Na2CO3 = Na2Fe6(SO4)4(OH2)↓+ 5Na2SO4 + 6CO2↑；

(3) ===1.5；故答案為：1.5；

(4)該沉淀中吸附易溶于水的離子，根據(jù)流程圖知，溶液中含有銨根離子和鈉離子，所以沉淀上含有銨根離子和鈉離子，得到的沉淀要進(jìn)行洗滌和干燥才能得到較純凈、干燥的物質(zhì)， 故答案為：NH4+；Na+；洗滌、干燥；

(5)二水草酸鈷在350℃進(jìn)行分解時，先脫除結(jié)晶水，形成無水草酸鈷結(jié)晶體，反應(yīng)方程式為CoC2O4·2H2O CoC2O4 + 2H2O。然后CoC2O4分解出二氧化碳和金屬鈷，反應(yīng)方程式為CoC2O4 Co + 2CO2↑，故答案為：CoC2O4·2H2O CoC2O4 + 2H2O；CoC2O4 Co + 2CO2↑。