Question

利用钴渣[含Co(OH)₃、Fe(OH)₃等]制备钴氧化物的工艺流程如下：

（1）溶解还原过程中Co(OH)₃发生反应的离子方程式为____________________________；

（2）铁渣中铁元素的化合价为____________；

（3）CoC₂O₄是制备钴的氧化物的重要原料；

图示为二水合草酸钴(CoC₂O₄·2H₂O)在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300℃及以上所得固体均为钴氧化物。

①通过计算确定C点剩余固体的化学成分为____________(填化学式)，写出B点对应的物质与O₂在225℃～300℃发生反应的化学方程式_________________________。

②取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物(其中Co的化合价为+2、+3)，用480mL5mol•L^-1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_________(写出计算过程)。

Answer

（1）2Co(OH)3+4H++SO32-=2Co2++SO42-+5H2O（2）+3

（3）①Co3O4(写成CoO·Co2O3亦给分) 3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2 ②5:6

【解析】

试题分析：（1）Co(OH)3溶解还原反应为Co(OH)3、H+、SO32-的氧化还原反应，其离子反应为2Co(OH)3+4H++SO32-=2Co2++SO42-+5H2O；（2）由制备流程可知，加硫酸溶解后为铁离子，再与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成亚铁离子，在浸液中通入氧气时亚铁离子被氧化为铁离子，可知铁渣中铁元素的化合价为+3价；（3）①由图可知，CoC2O4•2H2O的质量为18.3g，其我知道可为0.1mol，Co元素质量为5.9g，C点钴氧化物质量为8.03g，氧化物中氧元素质量为8.03g-5.9g=2.13g，则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.1mol：≈3：4，故C的Co氧化物为Co3O4；B点对应物质的质量为14.7g，与其起始物质的质量相比减少18.3g-14.7g=3.6g，为结晶水的质量，故B点物质为CoC2O4，与氧气反应生成Co3O4与二氧化碳，反应方程式为：3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2；②由电子守恒：n(Co3+)=2 n(Cl2)=2×=0.4 mol，由电荷守恒：n(Co原子)总=n(Co2+)溶液=n(Cl-)=×( 0.48L×5mol/L-2×)=1 mol，所以固体中的n(Co2+)=1mol-0.4mol=0.6 mol，根据化合价电荷守恒为0，氧化物中n(O)=(0.6mol×2+0.4mol×3)÷2=1.2mol，故该钴氧化物中n(Co)：n(O)=1mol：1.2mol=5：6。

考点：考查物质的制备、化学反应图象的有关进行计算