Question

【题目】草酸钴是制作氧化钴和金属钴的原料。一种利用含钴废料（主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等）制取CoC2O4的工艺流程如图：

(1)“550℃焙烧”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+，该反应的离子方程式为_________________________。

(4)“净化除杂1”过程中，先在40～50℃加入H2O2，再升温至80～85℃，加入Na2CO3溶液，调pH至4.5，“滤渣1”主要成分的是__________________。

(5)“净化除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c（Ca2+）=1.0×l0-6mol/L，则滤液中c（Mg2+）为__________________。[已知Ksp（MgF2）=7.35×10-11、Ksp（CaF2）=1.05×10-10]

(6)为测定制得样品的纯度，现称取1.000g样品，将其用适当试剂转化，得到草酸铵溶液，再用过量稀硫酸酸化，用0.1000mol/LKMnO4溶液滴定，达到滴定终点时，共用去KMnO4溶液24.00mL，则草酸钴样品的纯度为___________。

(7)取一定质量的CoC2O4·2H2O分解后的钴氧化物（Co的化合价为+2、+3），用480ml 5mol/L盐酸恰好完全溶解固体，得到CoCl2溶液和4.48L（标准状况）黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比为___________。

Answer 1

【答案】除去碳和有机物 NaAlO2 2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+ Fe（OH）3 7.0×10-7mol/L 88.2% 5：6

【解析】

(1)“550℃焙烧”的目的，应从含钴废料中含有碳和有机物进行分析；

(2)“浸出液”的主要成分，应为含钴废料中的某物质与碱反应的产物；

(3)“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，则发生Co3+与SO32-反应，生成SO42-、Co2+等；

(4)“净化除杂1”过程中，先在40～50℃加入H2O2，再升温至80～85℃，加入Na2CO3溶液，调pH至4.5，“滤渣1”主要成分是Fe3+水解的产物；

(5)先利用Ksp(CaF2)=1.05×10-10，求出c2(F-)，再由Ksp(MgF2)=7.35×10-11，求出c(Mg2+)；

(6)利用电子守恒，建立关系式2MnO4-——5C2O42-——5CaC2O4，n(CaC2O4)=n(MnO4-)，从而求出草酸钴样品的纯度；

(7)利用关系式O——2H+，Co2+——2Cl-，可分别求出Co、O原子的物质的量，从而求出该钴氧化物中Co、O的物质的量之比。

(1)“550℃焙烧”的目的，是从含钴废料中除去碳和有机物；

答案为：除去碳和有机物；

(2)“浸出液”的主要成分，为含钴废料中Al2O2与NaOH反应的产物NaAlO2；

答案为：NaAlO2；

(3)“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，则发生Co3+与SO32-反应，生成SO42-、Co2+等，离子方程式为2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+；

答案为：2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+；

(4)“净化除杂1”过程中，先在40～50℃加入H2O2，再升温至80～85℃，加入Na2CO3溶液，调pH至4.5，“滤渣1”主要成分是Fe3+水解的产物Fe(OH)3；

(5) Ksp(CaF2)=1.05×10-10，c2(F-)==1.05×10-5mol/L；Ksp(MgF2)=7.35×10-11，c(Mg2+)==7.0×10-7mol/L；

答案为：7.0×10-7mol/L；

(6)利用电子守恒，建立关系式2MnO4-——5C2O42-——5CaC2O4，n(CaC2O4)=n(MnO4-)=×0.1000mol/L×0.024mL=0.006mol，从而求出草酸钴样品的纯度= 88.2%；

答案为：88.2%；

(7)利用关系式O——2H+，Co2+——2Cl-，可求出n(Co)= (5mol/L×0.48L-)=1mol，n(O)=×5mol/L×0.48L=1.2mol，从而得出n(Co):n(O)=1mol:1.2mol=5:6；

答案为：5:6。