题目内容
【题目】草酸钴用途广泛，可用于指示剂和催化剂制备。一种利用水钴矿［主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等］制取CoC2O4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Co3+的氧化能力很强。
③部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
（1）浸出过程中加入Na2SO3的目的是将还原_________（填离子符号）。
（2）请用平衡移动原理分析加Na2CO3能使浸出液中Fe3+、Al3+转化成氢氧化物沉淀的原因是：___________________________________________。
（3）“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。当加入过量NaF后，所得滤液c(Mg2+)/ c (Ca2+)=______________________。【 已知：Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.00×10-10】
（4）已知：NH3·H2O
+OH Kb=1.8×105；
H2C2O4H++
Ka1=5.4×102；
H++
Ka2=5.4×105。
所用(NH4)2C2O4溶液中离子浓度由大到小的顺序为______________________。
（5）
【答案】 Fe3+、Co3+ 溶液中存在平衡Fe3＋＋3H2O
Fe(OH)3＋3H＋、Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，加入碳酸钠后，H＋与CO32-反应，使水解平衡右移，从而产生沉淀 0.735 c(
)＞c(
)＞c(H+)＞c(
)＞c(OH) 冷却结晶
【解析】考查化学工艺流程，（1）根据水钴矿的成分，且Fe3＋和Co3＋具有强氧化性，因此加入Na2SO3目的还原Co3＋和Fe3＋；（2）溶液中存在平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋、Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，加入碳酸钠后，H＋与CO32-反应，使水解平衡右移，从而产生沉淀；（3）
=7.35×10－11/1.00×10－10=0.735；（4）电离平衡常数Ka1>Ka2>Kb，说明NH4＋的水解程度大于C2O42－的水解程度，溶液应显酸性，盐类水解程度微弱，根据化学式，c(NH4＋)最多，因此离子浓度大小顺序是c(NH4＋)>c(C2O42－)>c(H＋)>c(HC2O4－)>c(OH－)；（5）制取CoC2O4·2H2O，需要进行的操作时蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
