Question

【题目】以含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe、SiO2)为原料，制取氧化钴的流程如下。

(1)溶解:溶解后过滤，将滤渣洗涤2~3次，洗液与滤液合并，其目的是__________________。

(2)氧化:加热搅拌条件下加入NaC1O3，其作用是_______________________________。

(3)除铁:加入适量的Na2CO3调节酸度，生成黄钠铁矾Na2[Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀。写出该反应的化学方程式:__________________________________________________。

(4)沉淀:生成沉淀碱式碳酸钴[(CoCO3)2·3Co(OH)2]，沉淀需洗涤，检验沉淀是否洗涤干净的操作是_________________________________________________________。

(5)溶解:CoCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸，边加热边搅拌至完全溶解后，需趁热过滤，其原因是__________________________________。

(6)灼烧:准确称取所得CoC2O4固体2.205g，在空气中灼烧得到钴的一种氧化物1.205g，写出该氧化物的化学式_________________________。

Answer 1

【答案】 提高钴元素的利用率(或减少钴的损失) 将Fe2+氧化成Fe3+ 3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑(写成离子方程式不扣分) 取最后洗涤液少许于试管中，滴加几滴硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，则已洗净，否则没有洗净 防止因温度降低而析出CoCl2晶体 Co3O4

【解析】本题考查工艺流程。主要涉及的考点为化学方程的书写、离子的检验、沉淀的洗涤、对图象的分析处理等。(1)将滤渣洗涤2~3次，洗液与滤液合并，提高钴元素的利用率；（2）加入NaC1O3，亚铁离子被氯酸根离子氧化成铁离子，其反应为：可知离子方程式为：6Fe2++6H++ClO3-═6Fe3++Cl-+3H2O；(3) 生成硫酸铁与碳酸钠发生双水解得到黄钠铁矾，化学反应方程式为：3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑；（4）洗涤的目的是洗去固体表面可溶性杂质，如：Cl—、SO42—等。检验沉淀是否洗涤干净的操作是：取最后洗涤液少许于试管中，滴加几滴硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，则已洗净，否则没有洗净；(5) CoCl2的溶解度曲线可知，随温度的升高，CoCl2的溶解度增大，所以趁热过滤，防止温度降低氯化钴析出；(6) CoC2O4的质量为2.205g，n(CoC2O4)＝=0.015mol，该氧化物中m(Co)＝0.015 mol×59 g·mol－1＝0.885 g，m(O)＝1.205g g－0.885 g＝0.32 g，n(Co)∶n(O)＝0.015mol∶＝3∶4，故氧化钴化学式为Co3O4。