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...

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、MnO2、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)制取草酸钴(CoC2O4)的工艺流程如下:

已知:①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等。

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀完全时溶液的pH如表(恰好沉淀完全时离子浓度等于1×10-5 mol·L-1):

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3	Mn(OH)2
沉淀完全时的pH	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

③Ksp(MgF2)=7.35×10-11，Ksp(CaF2)=1.05×10-10。

回答下列问题:

（1）焙烧的目的是______；浸钴过程中Co3+转化为Co2+，反应的离子方程式为____________。

（2）加入H2O2的目的是_________；加入Na2CO3溶液，调pH至5.2，滤渣Ⅰ的主要成分为______。

（3）加入过量NaF溶液，可将Ca2+、Mg2+除去，若所得滤液中c(Ca2+)=1.0×10-5 mol·L-1，则滤液中c(Mg2+)为____________________________。

（4）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是_____________；萃取时，溶液的pH需要控制在一定范围内才比较适宜，其pH范围约为__________。

（5）已知含钴废料中含Co2O3的质量分数为a%，若取m g该含钴废料按照上述流程，理论上最多能制得CoC2O4的质量为________g。(列出计算式即可)

除去碳和有机物 2Co3++SO32-+ H2O= 2Co2++SO42-+2H+ 将 Fe2+氧化为 Fe3+ Al(OH)3、Fe(OH)3 7.0×10-6 mol ·L-1 除去Mn2+ 3.0～3.5 147ma%/83 或 1.77×10-2ma 【解析】 (1) 含钴废料(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、MnO2、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等) 焙烧时，使碳和有机物和空气中的氧气反应生成二氧化碳和水；浸钴过程中加入盐酸和亚硫酸钠使Co3+转化为Co2+，反应的离子方程式为2Co3++SO32-+ H2O= 2Co2++ SO42-+2H+； (2)溶液中可能存在的亚铁离子，在调节pH值较小时，不能完全变为沉淀，加入H2O2使亚铁离子全部变为铁离子，在pH=3.2时，完全转化为沉淀，加入Na2CO3溶液，根据题目表中信息，调pH至5.2，滤渣Ⅰ有氢氧化铁、氢氧化铝； (3)跟据已知信息，Ksp(MgF2)=7.35×10−11，Ksp(CaF2)=1.05×10−10，则c(Mg2+)/ c(Ca2+)=7.35×10−11/1.05×10−10=0.7，c(Mg2+)=0.7×10−5 mol/L； (4) 滤液Ⅱ中含有二价锰离子、钴离子，根据图中信息，加入萃取剂为了除去二价锰离子；萃取时，既有锰离子较高的萃取率，又使钴离子有较低的萃取率，根据图中信息，应选用pH的范围为3.0~3.5； (5)根据钴原子守恒，m g×a%××=； (1) 含钴废料(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、MnO2、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等) 焙烧时，使碳和有机物和空气中的氧气反应生成二氧化碳和水；浸钴过程中加入盐酸和亚硫酸钠使Co3+转化为Co2+，反应的离子方程式为2Co3++SO32-+ H2O= 2Co2++ SO42-+2H+，答案为：除去碳和有机物；2Co3++SO32-+ H2O= 2Co2++ SO42-+2H+； (2)溶液中可能存在的亚铁离子，在调节pH值较小时，不能完全变为沉淀，加入H2O2使亚铁离子全部变为铁离子，在pH=3.2时，完全转化为沉淀，加入Na2CO3溶液，根据题目表中信息，调pH至5.2，滤渣Ⅰ有氢氧化铁、氢氧化铝，答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；Al(OH)3、Fe(OH)3； (3)跟据已知信息，Ksp(MgF2)=7.35×10−11，Ksp(CaF2)=1.05×10−10，则c(Mg2+)/ c(Ca2+)=7.35×10−11/1.05×10−10=0.7，c(Mg2+)=0.7×10−5 mol/L，答案为：7.0×10−6 mol·L−1； (4) 滤液Ⅱ中含有二价锰离子、钴离子，根据图中信息，加入萃取剂为了除去二价锰离子；萃取时，既有锰离子较高的萃取率，又使钴离子有较低的萃取率，根据图中信息，应选用pH的范围为3.0~3.5，答案为：除去Mn2+；3.0~3.5； (5)根据钴原子守恒，m g×a%××=；

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考点分析：

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己知：25℃时，以0.1mol/L金属离子测定得到如下数据：

物质	CuS	Cu(OH)2	Ni(OH)2	NiS	Fe(OH)3
Ksp	6×10-36			3×10-19
pH	开始沉淀		4.7	7.2		1.9
沉淀完全		6.7	9.2		3.2

根据信息回答：

（1）步骤①常用热浓硫酸进行酸浸，写出酸浸时金属镍发生反应的化学方程式__________。

（2）酸浸过程应控制酸的浓度、温度等条件，如图是镍的浸出率与温度的关系，温度高于100℃时，Ni2+浸出率降低的原因可能是______________。

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A．硝酸 B．氨水 C. A12S3 D.H2S

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回答下列问题：

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向“净化I”中加入ZnO的目的____________。

“净化Ⅱ”中反应的离子方程式为__________。

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