Question

【題目】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Ni、Fe、Al2O3、CaO、炭及有機物等)制取CoC2O4的工藝流程如下：

己知：①草酸鈷晶體難溶于水

②RH為有機物，可用RH、有機溶劑萃取出溶液中的Ni2+

③幾種金屬陽離子的氫氧化物沉淀時的PH如表所示：

	Fe3+	Co2+
開始沉淀時	1.9	7.1
沉淀完全時	3.7	9.1

(1)“焙燒”的目的_______。

(2)“堿浸”過程中Al2O3發生反應的化學方程式為_______。

(3) 經硫酸酸化后，“鈷浸出”過程中Co3+轉化為Co2＋的離子方程式為_______。

(4)“浸出液B”中加入CoO并調節pH值至3.7~7.1的目的為_______。

(5) 加入NaF溶液可將鈣離子轉化為沉淀并過濾除去，若所得濾液中c(F－)=1.0×10－2mol·L1，則濾液中c(Ca2＋)為_______mol·L1[已知Ksp(CaF2)=1.05×10－10]。

(6) 萃取后水層中含有大量的Co2+，將水層與酸性KMnO4溶液充分混合生成Co3+、Mn2+，理論上完全反應消耗的n(Co2+)∶n(MnO4－)=_______。

Answer 1

【答案】除去炭和有機物 Al2O3 + 2NaOH =2NaAlO2 + H2O 2Co3+ ++H2O = 2Co2+ ++3H+ 使Fe3+完全轉化為Fe(OH)3沉淀 1.05×10－6 5:1

【解析】

含鈷廢料通過“焙燒”除去炭及有機物；“堿浸”加NaOH溶液將Al2O3變為NaAlO2除去；“鈷浸出”得到含Co2+、Fe2+、Ni2+、Ca2+、SO42-的浸出液B；含Co2+、Fe2+、Ni2+、Ca2+、SO42-的浸出液B中加H2O2將Fe2+氧化成Fe3+，加入CoO調節pH值至3.7~7.1、過濾除去Fe3+，得含Co2+、Ni2+、Ca2+、SO42-的濾液A；含Co2+、Ni2+、Ca2+、SO42-的濾液A中加入NaF溶液將Ca2+變為CaF2沉淀，再經過濾除去CaF2得含Co2+、Ni2+、SO42-、Na+的濾液B；含Co2+、Ni2+、SO42-、Na+的濾液B加RH萃取Ni2+，除去RH層，得含Co2+、Na+、SO42-的溶液，據此解答。

(1)“焙燒”的目的是除去炭和有機物，故答案為：除去炭和有機物；

(2)“堿浸”過程中Al2O3和NaOH反應生成NaAlO2和H2O，發生反應的化學方程式為Al2O3 + 2NaOH =2NaAlO2+ H2O，故答案為：Al2O3 + 2NaOH =2NaAlO2+ H2O；

(3)HSO3-具有還原性，將Co3+還原為Co2＋，自身被氧化成SO42-，反應的離子方程式為：2Co3+++H2O = 2Co2+++3H+，故答案為：2Co3+++H2O = 2Co2+++3H+；

(4)“浸出液B”中加入CoO并調節pH值至3.7~7.1的目的是使Fe3+完全轉化為Fe(OH)3沉淀，故答案為：使Fe3+完全轉化為Fe(OH)3沉淀；

(5)由Ksp(CaF2)=c(Ca2＋)×c2(F－)得：c(Ca2＋)== 1.05×10－6mol·L1，故答案為：1.05×10－6；

(6)1molCo2+變為Co3+，失1mol電子，1molMnO4-變為1molMn2+，得(7-2)mol=5mol電子，根據得失電子守恒得：n(Co2+)∶n(MnO4－)=5:1，故答案為：5:1。