Question

【題目】草酸鈷可用于指示劑和催化劑的制備。用水鈷礦（主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等）制取CoC2O4·2H2O工藝流程如下：

已知：①浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等；

②酸性條件下，ClO3-不會氧化Co2+，ClO3-轉化為Cl-；

③部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表：

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Co(OH)2	Fe(OH)2	Mn(OH)2
完全沉淀的pH	3.7	5.2	9.2	9.6	9.8

（1）浸出過程中加入Na2SO3的主要目的是________。

（2）向浸出液中加入NaClO3的離子反應方程式：_________。

（3）已知：常溫下NH3·H2ONH4+＋OH- Kb＝1.8×10-5

H2C2O4H+＋HC2O4- Ka1＝5.4×10-2

HC2O4-H＋C2O42- Ka2＝5.4×10-5

則該流程中所用(NH4)2C2O4溶液的pH______7（填“＞”或“＜”或“=”）。

（4）加入(NH4)2C2O4 溶液后析出晶體，再過濾、洗滌，洗滌時可選用的試劑有：________。

A．蒸餾水 B．自來水 C．飽和的(NH4)2C2O4溶液 D．稀鹽酸

（5）萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關系如右圖1，萃取劑的作用是________；其使用的適宜pH范圍是________。

A．2.0～2.5 B．3.0～3.5 C．4.0～4.5

（6）CoC2O4·2H2O熱分解質量變化過程如圖2所示。其中600℃以前是隔絕空氣加熱，600 ℃以后是在空氣中加熱。A、B、C均為純凈物；C點所示產物的化學式是________。

Answer 1

【答案】 將Co3+、Fe3+還原為Co2+、Fe2+（只要回答到將Co3+還原為Co2+均給分，）； ClO3-＋6Fe2+ + 6H+= Cl-＋6Fe3+ + 3H2O ＜ A 除去溶液中的Mn2+ B Co2O3

【解析】(1)亞硫酸鈉具有還原性，能還原氧化性離子Fe3+、Co3+，所以浸出過程中加入Na2SO3的目的是將Fe3+、Co3+還原，還原為Fe2+、Co2+；

(2)NaClO3具有氧化性，能將浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+，自身被還原生成氯離子，同時生成水，離子反應方程式為ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O；

(3)鹽類水解，誰強顯誰性，NH3H2ONH4++OH- Kb=1.8×10-5，HCO4-H++C2O42- Ka2=5.4×10-5，所以(NH4)2C2O4溶液中銨根離子水解大于草酸根離子水解，溶液呈酸性，即PH＜7；

(4)為除去(NH4)2C2O4 晶體表面的附著液，洗滌時可選用蒸餾水洗滌，這樣可得到更純凈的晶體，故答案為A；

(5)根據流程圖可知，此時溶液中存在Mn2+、Co2+金屬離子；由萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關系可知，調節溶液PH在3.0～3.5之間，答案為B，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+轉化為Co(OH)2沉淀；

(6)由圖可知，C點鈷氧化物質量為8.03g，0.1molCo元素質量為5.9g，氧化物中氧元素質量為8.03g-5.9g=2.13g，則氧化物中Co原子與O原子物質的量之比為0.1mol： ≈2:3，故C的Co氧化物為Co2O3。