Question

用含钴废料（主要成分为Co，含有一定量的Ni、Al₂0₃、Fe、SiO₂等）制备草酸钴晶体（CoC₂O₄·2H₂O）的工业流程如图。己知：①草酸钴晶体难溶于水②RH为有机物(难电离）

（1）滤渣I的主要成分是______（填化学式），写出一种能提高酸浸速率的措施_______。

（2）操作① 用到的主要仪器有________________。

（3）H₂O₂是一种绿色氧化剂，写出加入H₂O₂后发生反应的离子方程式__________。

（4）加入氧化钴的目的是__________。

（5）草酸钴晶体分解后可以得到多种钴的氧化物（其中Co的化合价为＋2、＋3），取一定量钴的氧化物，用280mL 5mol/L盐酸恰好完全溶解，并得到CoCl₂溶液和2.24L（标准状况）黄绿色气体，由此可确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比为_________。

（6）实验室可以用酸性KMnO₄标准液滴定草酸根离子（C₂O₄^2-），测定溶液中C₂O₄^2-的浓度，写出此反应的离子方程式_________；KMnO₄ 标准溶液常用硫酸酸化，若用盐酸酸化，会使测定结果________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

Answer

SiO2 提高硫酸的浓度；提高反应的温度；搅拌（任写一条即可） 分液漏斗、烧杯 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 调节溶液pH 6:7 2MnO4-＋5C2O42-＋16H+=2Mn2++l0CO2↑+8H2O 偏高

【解析】本题考查化学工艺流程，涉及化学反应原理知识运用，（1）钴废料含有的成分，Co、Ni、Fe与硫酸反应生成相应的离子，Al2O3属于两性氧化物，与硫酸反应，生成Al3＋，SiO2属于酸性氧化物，不与硫酸反应，因此滤渣1中主要成分是SiO2，提高酸浸速率，可以从影响化学反应速率的因素考虑，如对废料进一步粉碎、搅拌、加热、适当增加硫酸的浓度等；（2）操作①得到水层和有机层，则操作①为分液，用到仪器是分液漏斗、烧杯；（3）酸浸中Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，Fe2＋具有还原性，加入H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，发生离子反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；（4）加入CoO的目的：调节pH，使Fe3＋、Ni2＋、Al3＋转化成沉淀；（5）Co3＋把Cl－氧化成Cl2，根据得失电子数目守恒，因此有n(Co3＋)=2.24×2/22.4mol=0.2mol，根据氯元素守恒，反应后溶液中n(Cl－)= (280×10－3×5－0.2)mol=1.2mol，则溶液中n(Co2＋)=1.2/2mol=0.6mol，氧化物中n(Co2＋)=(0.6－0.2)mol=0.4mol，根据化合价代数和为0，则n(O)=0.7mol，即n(Co):n(O)=0.6:0.7=6:7；（6）利用高锰酸钾的强氧化性，把C2O42－氧化成CO2，有MnO4－＋C2O42－＋H＋→CO2↑＋Mn2＋＋H2O，Mn的化合价由＋7价→＋2价，化合价降低5价，C2O42－中C的化合价由＋3→＋4价，化合价升高1价，C2O42－共升高2价，最小公倍数为10，即离子反应方程式为：2MnO4－＋5C2O42－＋16H＋=2Mn2＋+l0CO2↑+8H2O，用盐酸酸化高锰酸钾，高锰酸钾把盐酸氧化成氯气，消耗的高锰酸钾的量增多，即所测结果偏高。

点睛：本题考查化学 工艺流程，涉及 知识是元素及其化合物的性质、实验基本操作、化学计算、离子反应方程式的书写等，难点是化学计算，本题从得失电子数目守恒和元素守恒的角度入手，分析清楚反应过程，从而选择合理解决方法。