Question

【题目】草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用含钴废料（主要成分为Co,含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等）制备草酸钴晶体（CoC2O4·2H2O）的流程如下:

已知:①草酸钴晶体难溶于水:②RH为有机物（难电离）。

回答下列问题:

（1）酸浸时钴溶解反应的化学方程式为_______，浸出液中加入H2O2后发生反应的离子方程式为______。

（2）加入氧化钴的目的是_______，滤渣的II主要成分是_______。

（3）操作①为____________（填操作名称）。

（4）已知:NH3·H2ONH4++OH- Kb=1.8×10-5;

H2C2O4H ++HC2O 4- Ka1=5.4×10-2

HC2O4-H ++C2O42- Ka2=5.4×10-5

该流程中所用（NH4）2C2O4溶液的pH_________（填“>”“<"或"一"）7.

（5）钴的含氧酸盐受热分解最终产物多为氧化物，已知18.3g CoC2O4·2H2O热分解质量变化过程如图所示（其中600 °C以前是隔绝空气加热，6000 °C以后是在空气中加热），A、B、C均为纯净物。

①A点对应物质的化学式为________________

②B →C反应的化学方程式为____________________。

Answer 1

【答案】Co + H2SO4 = CoSO4 +H2↑ 2Fe2+ + 2H+ + H2O2 = 2Fe3+ + 2H2O 调节溶液的pH，沉淀Fe3+和Al3+ Fe(OH)3、Al(OH)3 萃取分液 ＜ CoC2O4 6CoO + O2 2Co3O4

【解析】

含钴废料(主要成分为Co，含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等)与硫酸反应生成硫酸钴、硫酸亚铁、硫酸铝和硫酸镍，二氧化硅不反应，过滤，滤渣为二氧化硅，滤液先加入双氧水氧化亚铁离子变为铁离子，加入氧化钴调节溶液的pH值，沉淀铁离子和铝离子，过滤，向滤液中加入RH和有机溶剂，萃取分液除掉Ni2+，向水层中加入草酸铵得到草酸钴晶体。

⑴酸浸时钴溶解是钴和硫酸反应生成硫酸钴和氢气，反应的化学方程式为Co + H2SO4 = CoSO4 +H2↑，浸出液中加入H2O2主要是亚铁离子被H2O2氧化变为铁离子，反应的离子方程式为2Fe2+ + 2H+ + H2O2 = 2Fe3+ + 2H2O；故答案为：Co + H2SO4 = CoSO4 +H2↑；2Fe2+ + 2H+ + H2O2 = 2Fe3+ + 2H2O。

⑵加入氧化钴，发生CoO + 2H+ = Co2+ + H2O，调节溶液的pH，使Fe3+和Al3+转化为沉淀，根据前后联系得出滤渣的II主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3；故答案为：调节溶液的pH，沉淀Fe3+和Al3+；Fe(OH)3、Al(OH)3。

⑶根据有机层与水层得出操作①为萃取分液；故答案为：萃取分液。

⑷该流程中所用(NH4)2C2O4溶液，铵根水解显酸性，草酸根水解显碱性，谁的水解程度越大显谁的性质，NH4+的，C2O42的，则NH4+的水解程度大于C2O42的水解程度，溶液显酸性，因此pH＜7；故答案为：＜。

⑸18.3g CoC2O4·2H2O物质的量为0.1mol，加热时先失去结晶水，若全部转化为CoC2O4，则固体质量为14.7g，故A为CoC2O4，继续加热，如果完全反应，可得到0.1molCoO(质量为7.5g)，故B点为CoO，600 °C以后是在空气中加热，由固体质量增加可知，有空气中的成分进入固体，则CoO与空气中氧气反应，8.03g固体中Co的物质的量为0.1mol，质量为5.9g，所以氧的质量为2.13g，则氧的物质的量为0.133mol，由两者的物质的量之比可得C为Co3O4，B到C的反应方程式为6CoO + O2 2Co3O4；故答案为：CoC2O4；6CoO + O2 2Co3O4。