Question

含钴催化剂废料(含Fe₃O₄、Co₂O₃、Al₂O₃、CaO及SiO₂为原料制取Co₃O₄的一种工艺流程如下:

回答下列问题:

（1）CoC₂O₄中Co的化合价为_____。

（2）步骤②经溶解后过滤，滤渣1的主要成分为____(填化学式)，滤液中含有_____种阳离子。

（3）步骤③氧化对Fe²⁺全部转化为Fe³⁺，反应的离子方程式为_______，检验其是否已完全氧化自方法是______________。

（4）步骤国加Na₂CO₃溶液的目的是_____________，滤渣2中含有Na₂Fe6(S0₄)₄(OH)_x，则x=____，滤渣2中__________(填“含有”或“不含”Al(OH)₃。

（5）某工厂用m₁kg含钴催化剂废料Co₂O₃的质量分数为35%)制备Co₃O₄，最终得到产品m₂kg,其产率为________(列出算式即可)。

Answer

+2 SiO2 和CaSO4 6 6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O 取少量上层清液，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，观察有无蓝色沉淀(或滴入酸性高锰酸钾溶液，振荡，观察溶液紫色是否褪去等合理答案) 调节溶液pH以除去Fe3+、Al3+ 12 含有

【解析】（1）草酸根离子C2O42-，所以Co的化合价为+2价；正确答案：+2。

（2）加入稀硫酸后，二氧化硅不与酸反应，滤渣为二氧化硅及微溶物硫酸钙；含钴催化剂废料(含Fe3O4、Co2O3、Al2O3、CaO及SiO2，加入稀硫酸后，生成硫酸亚铁溶液、硫酸铁溶液、硫酸钴溶液、硫酸铝溶液；所以，滤液含有：Fe2+ Fe3+ Co3+ Al3+ H+ Ca2+等6种阳离子；滤渣为SiO2、CaSO4。正确答案：SiO2 和CaSO4 ； 6 。

中含有6种阳离子。

（3）氯酸钠溶液把亚铁离子氧化为铁离子，本身还原为氯离子；反应的离子方程式为：. 6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O；检验亚铁离子是否完全氧化为铁离子方法，加入酸性高锰酸钾溶液，如果溶液不褪色，氧化完全；正确答案：取少量上层清液，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，观察有无蓝色沉淀(或滴入酸性高锰酸钾溶液，振荡，观察溶液紫色是否褪去等合理答案)。

（4）步骤④加Na2CO3溶液的目的是，调整溶液的pH，使铁离子变为沉淀而除去；滤渣2中含有Na2Fe6(S04)4(OH)x，根据化合价法则：Na元素为+1价、Fe为+3价、S042-为-2价，OH-为-1价，所以x=12；根据流程图看出，铝离子也已经沉淀，所以包含Al(OH)3沉淀；正确答案：调节溶液pH以除去Fe3+ ； 12 ； 含有。

（5）根据题给信息，钴元素的量守恒，得到产品的产率为(m2÷241×3)÷(m1×35%÷166) ×2×100%；正确答案：