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，再将洗液与滤液合并的目的是________________________________________________________________________。

(2) 氧化：加热搅拌条件下加入NaClO3，将Fe2＋氧化成Fe3＋，其离子方程式是____________________________。

已知：铁氰化钾化学式为K3[Fe(CN)6]；亚铁氰化钾化学式为K4[Fe(CN)6]·3H2O。

3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)

4Fe3＋＋3[Fe(CN)6]4－===Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)

确定Fe2＋是否氧化完全的方法是__________________________________。(可供选择的试剂：铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液)

(3) 除铁：加入适量的Na2CO3调节酸度，生成黄钠铁矾[Na2Fe6(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，洗涤的操作是________________________________________________________________________。

(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CoC2O4 1.470 g，在空气中充分灼烧得0.830 g氧化钴，写出氧化钴的化学式：________________。

Answer 1

【答案】 提高钴等元素的利用率 6Fe2＋＋6H＋＋ClO6Fe3＋＋Cl－＋3H2O 取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则Fe2＋已全部被氧化 3Fe2(SO4)3＋6H2O＋6Na2CO3===Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓＋5Na2SO4＋6CO2↑ 沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，静置使滤液流出。重复操作2～3次 防止因温度降低，CoCl2晶体析出 Co2O3

【解析】试题分析：（1）溶解后过滤，将滤渣洗涤2～3次，洗液与滤液合并，有利于提高原料中钴元素的利用率，便于提高氧化钴的产率。

（2）根据氧化还原反应的一般规律，NaClO3将Fe2+氧化成Fe3+的同时，本身被还原为氯离子；根据题示信息，溶液中 Fe2+时，加入铁氰化钾会生成蓝色沉淀，因此取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则Fe2+已全部被氧化。

（3）根据氧化后的溶液中存在Fe2(SO4)3，除铁时加入适量的Na2CO3调节酸度，生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，同时应该生成二氧化碳气体，结合质量守恒定律，还有硫酸钠生成，因为产物中含H元素，反应物中需有水参加反应。

（4）根据洗涤沉淀的一般方法，洗涤的操作是向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，静置使滤液流出。重复操作2~3次。

（5）CoCl2的溶解度受温度的影响较大，趁热过滤的原因是防止温度降低后，CoCl2晶体析出。

（6）1.470 gCoC2O4中含有Co的质量=1.470g×=0.59g，0.830 g氧化钴中含有O的质量="0.830" g—0.59g=0.24g， ==，因此氧化钴的化学式为Co2O3。