题目内容
【题目】钴被誉为战略物资，有出色的性能和广泛的应用。以水钴矿（主要成分为Co2O3、CoO、CuO、Fe2O3、CaO、MgO、NiO和SiO2等）为原料制备CoCl2·6H2O的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
Ⅰ．“酸浸”
（1）钴的浸出率随酸浸时间、温度的变化关系如下图所示。综合考虑成本，应选择的最佳工艺条件为_________、_________；滤渣①的主要成分为__________。
（2）Co2O3与浓硫酸反应生成CoSO4，化学方程式为______________________________。
Ⅱ．“净化除杂”分三步完成：
（3）除铁：加入适量Na2SO4固体，析出淡黄色晶体黄钠铁矾Na2Fe6(SO4)4(OH)12，离子方程式为____________________________________。
（4）除钙、镁：加入适量NaF，当Mg2+恰好完全被除去（离子浓度等于10－5mol·L－1）时，c(Ca2+)=_____________mol·L－1 （取两位有效数字）。已知：Ksp(MgF2)=7.4×10－11，Ksp(CaF2)=1.5×10－10。
（5）除铜：加入适量Na2S2O3，发生反应2CuSO4＋2Na2S2O3＋2H2O＝Cu2S↓＋S↓＋2Na2SO4＋2H2SO4，该反应的还原产物为___________。
Ⅲ．“萃取和反萃取”
（6）“水相①”中的主要溶质是Na2SO4和________（写化学式）。
（7）实验室称取100g原料（含钴11.80%），反萃取时得到浓度为0.036mol·L－1的CoCl2溶液5L，忽略损耗，钴的产率＝______（产率=
）。
【答案】12h90℃SiO2（二氧化硅）2Co2O3＋4H2SO4（浓）
4CoSO4＋4H2O＋O2↑2Na+＋6Fe3+＋4SO42－＋12H2O
Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓＋12H+2.0×10-5Cu2S、SNiSO4钴的产率=
【解析】
(1)根据钴的浸出率随酸浸时间、温度的变化关系，推出在12h、90℃时钴的浸出率最高；根据水钴矿的成分，SiO2是酸性氧化物，不与酸反应，即滤渣①的主要成分是SiO2；（2）Co2O3中Co的化合价由+3变为+2价，化合价降低，应该是O元素被氧化成氧气，因此反应方程式为2Co2O3＋4H2SO4（浓）
4CoSO4＋4H2O＋O2↑；（3）根据生成黄钠铁矾，推出离子反应方程式为2Na+＋6Fe3+＋4SO42－＋12H2O
Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓＋12H+；（4）
，c(Mg2+)=10-5mol·L－1代入公式，求出c(Ca2+)=2.0×10-5mol·L－1；(5)还原产物是氧化剂被还原得出的物质，根据化学反应方程式，硫酸铜中Cu的化合价由+2价变为+1价，化合价降低，Na2S2O3中一部分S的化合价降低，转化成S和Cu2S中的S，即还原产物是Cu2S、S；（6）根据流程的目的，以及主要成分，推出水相①中含有溶质为硫酸钠和NiSO4；（7）根据产率的公式，得出钴的产率为。
【题目】下列实验中，对应的现象及结论或解释均正确的是
选项 | 实验操作 | 现象 | 结论或解释 |
A | 向氢氧化铁胶体中滴加硫酸钠溶液 | 有红褐色沉淀 | 胶体遇强电解质聚沉 |
B | 将SO2通入紫色石蕊溶液中 | 溶液先变红后褪色 | SO2具有漂白性 |
C | 将灼烧至红热的铜丝插入乙醇中 | 铜丝由黑变红 | 乙醇被还原 |
D | 向氯化铝溶液中持续通入氨气 | 产生白色沉淀后溶解 | Al(OH)3与碱反应 |
A. A B. B C. C D. D
