Question

【题目】主要用作选矿剂、伪装涂料的颜料等。用钴矿石含、CoO及少量、、等生产的流程如图1：

下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH“沉淀完全”是指溶液中离子浓度低于

开始沉淀的pH
沉淀完全的pH

写出“浸取”步骤发生反应的离子方程式______。

“浸取”步骤除外，钴矿石中还能被还原的物质有______。

加的目的是氧化，的用量过多会造成的不良后果是______。

“沉钴”步骤向溶液加入溶液需要条件下进行，适宜的加热方式为______。温度控制在的原因为______。

已知金属萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图2所示。请补充完整由“氧化”后的溶液制备的实验方案：向“氧化”后的溶液中加入______，加入溶液沉钴得实验中须使用试剂：溶液、金属萃取剂、盐酸。

Answer 1

【答案】 、 与反应生成污染环境或将氧化成 水浴加热 温度过高易分解，温度过低反应速率缓慢 溶液，调节溶液的pH至，过滤，向滤液中加入稀盐酸调pH至左右，加入金属萃取剂萃取次，静置后分液，得较纯溶液

【解析】

用钴矿石含、及少量、、等生产，钴矿石加入稀盐酸和亚硫酸钠，铁离子和二氧化锰被亚硫酸钠还原得到亚铁离子和锰离子，加入氯酸钠氧化亚铁离子为铁离子，氧化后的溶液中加入碳酸钠溶液调节溶液的pH至，沉淀铁离子和氯离子，过滤，向滤液中加入稀盐酸调pH至左右，滤液中加入萃取剂的作用是除去锰离子，根据图像可知，调节溶液PH在之间，可以除去Co2+中的Mn2+，加入溶液沉钴得。

“浸取”步骤发生反应是在酸溶液中和亚硫酸钠反应生成硫酸钴和水，反应的离子方程式为：，

故答案为：；

浸取”步骤能还原，氧化铁和二氧化锰也具有氧化性，能和发生氧化还原反应，故钴矿石中还能被还原的物质有：、，

故答案为：、；

加的目的是氧化，的用量过多会造成的不良后果是：酸性条件下ClO3-与反应生成污染环境或将氧化成，

故答案为：与反应生成污染环境或将氧化成；

“沉钴”步骤向溶液加入溶液需要条件下进行，适宜的加热方式为：水浴加热，温度控制在的原因是温度过高碳酸氢铵会分解，温度过低反应速率慢，

故答案为：水浴加热；温度过高易分解，温度过低反应速率缓慢；

氧化后的溶液中含有Fe3+、Al3+、Mn2+、Co2+、Na+、Cl-、SO42-等离子，可以通过调节溶液的PH除去Fe3+和Al3+，根据金属离子沉淀的PH范围的表格可知需要控制溶液的PH在5.2到7.6之间，使Fe3+、Al3+完全沉淀而Co2+不沉淀。Mn2+不能通过调节溶液的PH的方法除去，根据金属萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系图像可知，Mn2+可以用萃取的方法除去，在PH在3.5左右时，Mn2+的萃取率能达到80%以上而Co2+的萃取率不足20%，可以除去Co2+中的Mn2+。根据给出的试剂，调节溶液的PH至的试剂用Na2CO3溶液，调节溶液pH至左右，用的试剂是稀盐酸，

故答案为：溶液，调节溶液的pH至，过滤，向滤液中加入稀盐酸调pH至左右，加入金属萃取剂萃取次，静置后分液，得较纯溶液。