Question

【题目】草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)制取CoC2O4·2H2O工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋、Al3＋等；

②酸性条件下，ClO不会氧化Co2＋，ClO转化为Cl－；③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：

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）浸出过程中加入Na2SO3的主要目的是________。

（2）向浸出液中加入NaClO3的离子反应方程式：________。

（3）已知：常温下NH3·H2ONH4+＋OH－　Kb＝1.8×10－5

H2C2O4H＋＋HC2O4-　Ka1＝5.4×10－2　HC2O4-H＋＋C2O42-　Ka2＝5.4×10－5

则该流程中所用(NH4)2C2O4溶液的pH________7(填“＞”或“＜”或“＝”)。

（4）加入(NH4)2C2O4 溶液后析出晶体，再过滤、洗涤，洗涤时可选用的试剂有：________。

A．蒸馏水 B．自来水

C．饱和的(NH4)2C2O4溶液 D．稀盐酸

（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图，萃取剂的作用是________；其使用的适宜pH范围是________。

A．2.0～2.5 B．3.0～3.5 C．4.0～4.5

Answer 1

【答案】将Co3＋、Fe3＋还原为Co2＋、Fe2＋ ClO＋6Fe2＋ ＋ 6H＋=== Cl－＋6Fe3＋＋3H2O ＜ A 除去溶液中的Mn2＋ B

【解析】

含钴废料中加入盐酸和亚硫酸钠，可得CoCl2、AlCl3、FeCl2、MgCl2、CaCl2、MnCl2混合液；浸出液中加入NaClO3，可将FeCl2氧化为FeCl3，加入Na2CO3调溶液pH至5.2，由表格信息可知，AlCl3、FeCl3转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀而被除去；过滤后所得滤液I主要含有CoCl2、MgCl2、CaCl2、MnCl2，向溶液中加入NaF溶液，目的是除去钙、镁离子；过滤得到的滤液II中加入萃取剂除去溶液中的Mn2＋，萃取后，萃取余液中加入草酸铵，过滤得到草酸钴晶体。

（1）亚硫酸钠具有还原性，能还原氧化性离子Fe3+、Co3+，所以浸出过程中加入Na2SO3的目的是将Fe3+、Co3+还原为Fe2+、Co2+。（2）NaClO3具有氧化性，能将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+，自身被还原生成氯离子，同时生成水，离子反应方程式为ClO3-+6Fe2++6H+=

6Fe3++Cl-+3H2O。（3）依据盐类水解可知，盐溶液的酸碱性取决于酸碱的强弱，谁强显谁性，由电离常数NH3H2ONH4++OH-Kb=1.8×10-5，HCO4-H++C2O42-Ka2=5.4×10-5可知，（NH4）2C2O4溶液中铵根离子水解大于草酸根离子水解，溶液呈酸性，即PH＜7。（4）为洗涤晶体附着的离子，同时不引入新的杂质离子，过滤获得晶体洗涤时，可直接选用蒸馏水洗涤。（5）滤液中加入萃取剂的作用是除去锰离子；pH=2与pH=3时Co2+的萃取率变化不大，但pH=3时Mn的萃取率增大很多，而pH=5时，Co2+的萃取率比较大，损失严重，故pH=3时最佳。