Question

【题目】CoC2O4是制备金属钴的原料。利用含钴废料（主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等）制取CoC2O4的工艺流程如下：

（1）“500℃煅烧”的目的是_______。

（2）“浸出液”的主要成分是_______。

（3）“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，反应的离子方程式为_________。

（4）“净化除杂1”过程中，需在40～50℃加入H2O2溶液，其目的是_____________。（用离子方程式表示）；再升温至80～85℃，加入Na2CO3溶液，调pH至5，“滤渣I”的主要成分是___________。

（5）为测定制得的CoC2O4产品的纯度，现称取1.00g样品，将其用适当试剂转化为草酸铵[(NH4）2C2O4〕溶液，再用过量稀硫酸酸化，用0.1000mol/L高锰酸钾溶液滴定，达到滴定终点，共用去高锰酸钾溶液26.00mL，该产品的纯度为_______________。

Answer 1

【答案】除去碳和有机物 NaAlO2(NaAlO2和NaOH、Ca(OH)2也可得分) 2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+ 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O Fe(OH)3（答Fe(OH)3和CaSO4与CaCO3中任意一种或两种都给分） 95.55%

【解析】

含钴废料主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO，碳及有机物等，550℃焙烧可以除去碳和有机物；加入氢氧化钠溶液,其中氧化铝溶解生成偏铝酸钠， Co2O3、Fe2O3、MgO不溶，过滤，则浸出液的主要成分为偏铝酸钠（或NaAlO2和NaOH、Ca(OH)2）；向过滤得到的固体中加入稀硫酸和亚硫酸钠，亚硫酸钠将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+，可得Co2+、Fe2+、Mg2+、Ca2+；在40～50℃加入H2O2，氧化Fe2+氧化为Fe3+，再升温至80～85℃,加入碳酸钠调pH至5,可得到氢氧化铁沉淀,过滤后所得滤液主要含有Co2+、Mg2+、Ca2+；测定CoC2O4产品的纯度，根据5 CoC2O4-5[(NH4）2C2O4〕-2KMnO4关系计算出纯的CoC2O4的质量，即可求出样品的纯度，据以上分析解答。

含钴废料主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO，碳及有机物等，550℃焙烧可以除去碳和有机物；加入氢氧化钠溶液,其中氧化铝溶解生成偏铝酸钠， Co2O3、Fe2O3、MgO不溶，过滤，则浸出液的主要成分为偏铝酸钠（或NaAlO2和NaOH、Ca(OH)2）；向过滤得到的固体中加入稀硫酸和亚硫酸钠，亚硫酸钠将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+，可得Co2+、Fe2+、Mg2+、Ca2+；在40～50℃加入H2O2，氧化Fe2+氧化为Fe3+，再升温至80～85℃,加入碳酸钠调pH至5,可得到氢氧化铁沉淀,过滤后所得滤液主要含有Co2+、Mg2+、Ca2+；测定CoC2O4产品的纯度，根据5 CoC2O4-5[(NH4）2C2O4〕-2KMnO4关系计算出纯的CoC2O4的质量，即可求出样品的纯度；

（1）结合以上分析可知，“550℃焙烧”可以除去碳和有机物；综上所述，本题答案是：除去碳和有机物。

（2）结合以上分析可知，加入氢氧化钠溶液,氧化铝溶解生成偏铝酸钠，所以浸出液的主要成分为偏铝酸钠（或NaAlO2和NaOH、Ca(OH)2）；综上所述，本题答案是：NaAlO2(NaAlO2和NaOH、Ca(OH)2也可得分)。
（3）“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，则SO32-将Co3+还原为Co2+，自身被氧化为SO42-，反应离子方程式为：2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+；综上所述，本题答案是：2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+。

（4）“净化除杂1”过程中，需在40～50℃加入H2O2溶液，亚铁离子氧化为铁离子，2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；再升温至80～85℃，加入Na2CO3溶液，调pH至5，可以得到氢氧化铁沉淀，所以“滤渣I”的主要成分是Fe(OH)3（Fe(OH)3和CaSO4与CaCO3中任意一种或两种均可）；综上所述，本题答案是：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O； Fe(OH)3（答Fe(OH)3和CaSO4与CaCO3中任意一种或两种都给分）。

（5）称取1.00g样品，将其用适当试剂转化为草酸铵[(NH4）2C2O4〕溶液，再用过量稀硫酸酸化，用0.1000mol/L高锰酸钾溶液滴定，达到滴定终点，共用去高锰酸钾溶液26.00mL，根据电子得失守恒可以得出5 CoC2O4-5[(NH4）2C2O4〕-2KMnO4关系，所以m(CoC2O4)=5/2×26×10-3×0.1×147=0.955g，故酸钴样品的纯度为0.9555/1×100%=95.55%；综上所述，本题答案是：95.55%。