Question

【题目】无机研究开创绝不无“钴”的时代，例如：CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂、草酸钴可用于指示剂和催化剂。其中草酸钴的制备可用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)制取CoC2O4·2H2O工艺流程如下图所示：

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，ClO3－不会氧化Co2+，ClO3－转化为Cl－；

(1)浸出过程中加入Na2SO3的主要离子方程式为____________________。

(2)加入 NaClO3发生可以将溶液中Fe2+氧化，进而调节pH除去，但不能向“浸出液”中加过量 NaClO3的主要原因是：__________________。

(3)若“滤液Ⅰ”中c(Ca2+)=1.0×10－3mol·L－1，当除钙率达到99%时，溶液中c(F－)=___________mol/L。[已知Ksp(CaF2)=4.0×10－11]

(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图1所示，萃取剂的选择的标准是___________；其使用的适宜pH范围是___________(填字母代号)。

A.2.0~2.5 B.3.0~3.5 C.4.0~4.5

(5)CoC2O4·2H2O热分解质量变化过程如图2所示。其中600℃以前是隔绝空气加热，600℃以后是在空气中加热。A、B、C均为纯净物；用化学方程式表示从A点到B点的物质转化___________。C点所示产物的化学式是___________。(Co的相对原子质量是59)

Answer 1

【答案】Co2O3+4H＋+SO32－== 2Co2++SO42－+2H2O 过量的ClO3－在酸性条件下会与Cl－反应生成氯气。既增加试剂使用，又产生污染。 2.0×10-3mol·L-1 不与水互溶，不与水、Co2+反应，相同条件下杂质离子在萃取剂中溶解度大而Co2+在萃取剂中溶解度小。 b CoC2O4=350℃=Co+2CO2 Co2O3

【解析】

(3) 利用Ksp计算即可；

(4) 从选取萃取剂的标准考虑；

(1) 水钴矿主要成分为Co2O3，而浸出液中的是Co2+，钴的化合价降低为氧化剂，而Na2SO3为还原剂，Na2SO3主要与Co3+反应，本题要求写出主要反应并不需要写Na2SO3与Fe3+的反应，答案为Co2O3+4H＋+SO32－== 2Co2++SO42－+2H2O；

(2) ClO3－过量使用会带来新的杂质，才会和氯离子发生反应生成氯气，答案过量的ClO3－在酸性条件下会与Cl－反应生成氯气。既增加试剂使用，又产生污染；

(3) c(Ca2+)=1.0×10－3mol·L－1，当除钙率达到99%时，则剩余c(Ca2+)=1.0×10－5mol·L－1，根据，则，答案为2.0×10-3mol/L；

(4) 按照萃取剂的选择标准，它不能和原溶剂发生反应，不会和溶质发生反应，而且溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度；该过程中萃取剂的作用是将Fe2+、Mn2+、Al3+除去，而不去除Co2+，根据图像可知适宜的pH，答案为不与水互溶，不与水、Co2+反应，相同条件下杂质离子在萃取剂中溶解度大而Co2+在萃取剂中溶解度小；b；

(5)18.30g的CoC2O4·2H2O，为0.1mol,A到B的过程质量减少3.6g,为0.2molH2O,A为CoC2O4，B到C的过程中，质量减少8.8g,只能为0.2molCO2的质量，B处的为Co单质，可以写出反应方程式，B到C在空气中加热，生成Co的氧化物，0.1mol的Co质量为5.9g，剩余2.4g为O的质量，0.15mol，则产物为Co2O3。答案为CoC2O4 Co+2CO2，Co2O3。