Question

【題目】草酸鈷可用于指示劑和催化劑的制備。用水鈷礦(主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)制取CoC2O4·2H2O工藝流程如下：

已知：①浸出液含有的陽(yáng)離子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋、Al3＋等；

②酸性條件下，ClO不會(huì)氧化Co2＋，ClO轉(zhuǎn)化為Cl－；③部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)表：

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Co(OH)2	Fe(OH)2	Mn(OH)2
完全沉淀的pH	3.7	5.2	9.2	9.6	9.8

（1）浸出過(guò)程中加入Na2SO3的主要目的是________。

（2）向浸出液中加入NaClO3的離子反應(yīng)方程式：________。

（3）已知：常溫下NH3·H2ONH4+＋OH－　Kb＝1.8×10－5

H2C2O4H＋＋HC2O4-　Ka1＝5.4×10－2　HC2O4-H＋＋C2O42-　Ka2＝5.4×10－5

則該流程中所用(NH4)2C2O4溶液的pH________7(填“＞”或“＜”或“＝”)。

（4）加入(NH4)2C2O4 溶液后析出晶體，再過(guò)濾、洗滌，洗滌時(shí)可選用的試劑有：________。

A．蒸餾水 B．自來(lái)水

C．飽和的(NH4)2C2O4溶液 D．稀鹽酸

（5）萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖，萃取劑的作用是________；其使用的適宜pH范圍是________。

A．2.0～2.5 B．3.0～3.5 C．4.0～4.5

Answer 1

【答案】將Co3＋、Fe3＋還原為Co2＋、Fe2＋ ClO＋6Fe2＋ ＋ 6H＋=== Cl－＋6Fe3＋＋3H2O ＜ A 除去溶液中的Mn2＋ B

【解析】

含鈷廢料中加入鹽酸和亞硫酸鈉，可得CoCl2、AlCl3、FeCl2、MgCl2、CaCl2、MnCl2混合液；浸出液中加入NaClO3，可將FeCl2氧化為FeCl3，加入Na2CO3調(diào)溶液pH至5.2，由表格信息可知，AlCl3、FeCl3轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀而被除去；過(guò)濾后所得濾液I主要含有CoCl2、MgCl2、CaCl2、MnCl2，向溶液中加入NaF溶液，目的是除去鈣、鎂離子；過(guò)濾得到的濾液II中加入萃取劑除去溶液中的Mn2＋，萃取后，萃取余液中加入草酸銨，過(guò)濾得到草酸鈷晶體。

（1）亞硫酸鈉具有還原性，能還原氧化性離子Fe3+、Co3+，所以浸出過(guò)程中加入Na2SO3的目的是將Fe3+、Co3+還原為Fe2+、Co2+。（2）NaClO3具有氧化性，能將浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+，自身被還原生成氯離子，同時(shí)生成水，離子反應(yīng)方程式為ClO3-+6Fe2++6H+=

6Fe3++Cl-+3H2O。（3）依據(jù)鹽類(lèi)水解可知，鹽溶液的酸堿性取決于酸堿的強(qiáng)弱，誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性，由電離常數(shù)NH3H2ONH4++OH-Kb=1.8×10-5，HCO4-H++C2O42-Ka2=5.4×10-5可知，（NH4）2C2O4溶液中銨根離子水解大于草酸根離子水解，溶液呈酸性，即PH＜7。（4）為洗滌晶體附著的離子，同時(shí)不引入新的雜質(zhì)離子，過(guò)濾獲得晶體洗滌時(shí)，可直接選用蒸餾水洗滌。（5）濾液中加入萃取劑的作用是除去錳離子；pH=2與pH=3時(shí)Co2+的萃取率變化不大，但pH=3時(shí)Mn的萃取率增大很多，而pH=5時(shí)，Co2+的萃取率比較大，損失嚴(yán)重，故pH=3時(shí)最佳。