Question

【題目】草酸鈷是制作氧化鈷和金屬鈷的原料，一種利用含鈷廢料（主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、ZnO、Al2O3、CaO、MgO、碳及有機物等）制取CoC2O4的工藝流程如下：

已知：ZnO與Al2O3化學性質(zhì)相似，既能溶于強酸又能溶于強堿

（1）“550℃焙燒”的目的是______________________；

（2）“浸出液”的主要成分是_____________________；

（3）“鈷浸出”過程中Co3+轉(zhuǎn)化為Co2+，反應的離子方程式為_____________________；

（4） “凈化除雜1”過程中，先在40 ~ 50℃加入H2O2，其作用是____________________ (用離子方程式表示）；再升溫至80~85℃，加入___________溶液，調(diào)pH至4.5以達到凈化除雜的目的。

（5）“凈化除雜2”過程中，若溶液c(Ca2+)=0.01mol/L，使Mg2+恰好沉淀完全即溶液中c(Mg2+)=1.0×10-5mol/L，此時是否有CaF2沉淀生成________________？（列式計算）[已知Ksp(MgF2) =7.0×10-11、Ksp(CaF2) =1.0×10-10]。

（6）為測定制得樣品的純度，現(xiàn)稱取1.000g樣品，將其用適當試劑轉(zhuǎn)化，得到草酸銨[(NH4)2C2O4]溶液，再用過量稀硫酸酸化，用0. 1000 mol/L KMnO4溶液滴定，達到滴定終點時，共用去KMnO4溶液26.00 mL，則草酸鈷樣品的純度為__________________。

Answer 1

【答案】 除去碳和有機物 NaAlO2、Na2ZnO2 2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+ 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O Na2CO3（NaOH、CoCO3也對） Mg2+恰好沉淀完全時，c2（F+）=Ksp[MgF2]/c(Mg2+)=7.0×10-6，所以Qc=c2（F+）×c（Ca2+）=7.0×10-6×0.01=7.0×10-8＞K sp[CaF2]，因此會生成CaF2沉淀 95.55%

【解析】本題主要考查對于“一種利用含鈷廢料制取CoC2O4的工藝流程”的評價。

（1）“550℃焙燒”的目的是除去碳和有機物；

（2）“浸出液”的主要成分是ZnO與Al2O3溶于氫氧化鈉溶液生成的NaAlO2、Na2ZnO2；

（3）“鈷浸出”過程中Co3+轉(zhuǎn)化為Co2+，反應的離子方程式為2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+；

（4） “凈化除雜1”過程中，先在40 ~ 50℃加入H2O2，其作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子，2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；再升溫至80~85℃，加入Na2CO3（NaOH、CoCO3也對）溶液，調(diào)pH至4.5以達到凈化除雜的目的。

（5）Mg2+恰好沉淀完全時，c2（F+）=Ksp[MgF2]/c(Mg2+)=7.0×10-6，所以Qc=c2（F+）×c（Ca2+）=7.0×10-6×0.01=7.0×10-8＞K sp[CaF2]，因此會生成CaF2沉淀

（6）5CoC2O4～5(NH4)2C2O4～2KMnO4，草酸鈷樣品的純度為0.1000mol/L×26.00mL×5/2×147g/mol/1.000g=95.55%。