Question

【题目】草酸钴可用于制备有机合成中间体。一种以铜钴矿为原料，生产草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)的工艺流程如图：

已知：①“浸出”液含有的离子主要有H+、Fe3+、Cu2+、Co2+、SO42-；

②pH增大，Fe2+被氧化的速率加快，同时生成的Fe3+水解形成更多的胶体；

③25℃时，Ksp[Co(OH)2]=1.6×10-15。

（1）①生产时为提高铜钴矿粉浸出率，常采取的措施有___(填字母)。

a.高温浸出 b.适当延长浸出时间 c.分批加入细菌浸取液并搅拌

②铜钴矿粉也可采用在90℃、酸性条件下，加入适当还原剂进行浸出。若用Na2SO3为还原剂，浸出钴的主要化学反应为Co2O3+2H2SO4+Na2SO32CoSO4+2H2O+Na2SO4。除考虑成本因素外，还原剂不选用浸出率更高的NaNO2的原因是___。

（2）“萃取”步骤中萃取除去的主要金属阳离子是___。

（3）“氧化”过程中，控制70℃、pH=4条件下进行，pH对除铁率和钴回收率的影响如图所示。

①“氧化”过程的离子方程式为___。

②pH为4～5时，钴的回收率降低的原因是___。

（4）300℃时，在空气中煅烧CoC2O4·2H2O可制得CO3O4，该反应的化学方程式为___。

Answer 1

【答案】bc 90℃、酸性条件下，还原剂选用NaNO2会产生大量的有毒气体NO2 Cu2+ 2Fe2++H2O2+2H2O2FeOOH+4H+ pH过高，Fe3+生成氢氧化铁胶体吸附大量Co2+，导致钴回收率降低 3CoC2O4·2H2O+2O2Co3O4+6CO2+6H2O

【解析】

铜钴矿粉加入细菌浸取液后，溶液中的离子有H+、Fe3+、Cu2+、Co2+、SO42-，用萃取剂出去Cu2+，加还原剂将Fe3+还原为Fe2+，然后加入H2O2将Fe2+氧化为FeOOH沉淀，除去Fe，最后再用C2O42-将Co2+沉淀下来，得到CoC2O4。

（1）①a.高温条件下可以加快反应速率，但是细菌在高温条件下会死亡，故不能用高温，a错误；

b. 适当延长浸出时间可以使反应更充分，提高浸出率，b正确；

c. 分批加入细菌浸取液并搅拌能使反应物混合更均匀，更充分，提高浸出率，c正确；

故选bc。

②NaNO2被氧化后会生成NO2，有毒，造成环境污染，故不能使用NaNO2；

（2）由分析可知，后续的操作不能除去Cu2+，故只能在萃取步骤中除去；

（3）①根据流程的提示，氧化剂为H2O2，氧化后产物为FeOOH，故反应为：2Fe2++H2O2+2H2O2FeOOH+4H+，

②根据提示，pH增大，Fe2+被氧化的速率加快，同时生成的Fe3+水解形成较多的胶体，氧化铁胶体吸附大量Co2+，导致钴回收率降低；

（4）根据题意，在空气中煅烧CoC2O4·2H2O可制得Co3O4，Co、C化合价升高，空气中的O2参与反应，方程式为：3CoC2O4·2H2O+2O2Co3O4+6CO2+6H2O；