Question

(2017·武汉市高中毕业生五月模拟考试)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、Al₂O₃、CaO、MgO、碳及有机物等)制取CoC₂O₄的工艺流程如下：_：

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

（2）“浸出液”的主要成分是_____________________；

（3） “钴浸出”过程中Co³⁺转化为Co²⁺，反应的离子方程式为_____________________；

（4） “净化除杂1”过程中，先在40 ~ 50℃加入H₂O₂，其作用是___________________________(用离子方程式表示)；再升温至80 ~ 85℃，加入Na₂CO₃溶液，调pH至4.5，“滤渣1”主要成分的是_____________________。

（5） “净化除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c(Ca²⁺)=1.0×l0⁻⁵mol /L，则滤液中 c(Mg²⁺)为______________ [已知K_sp(MgF₂) =7.35×10⁻¹¹、K_sp(CaF₂) =1.05×10⁻¹⁰]。

（6）为测定制得样品的纯度，现称取1.00 g样品，将其用适当试剂转化，得到草酸铵[(NH₄)₂C₂O₄]溶液，再用过量稀硫酸酸化，用0. 1000 mol/L KMnO₄溶液滴定，达到滴定终点时，共用去KMnO₄溶液26.00 mL，则草酸钴样品的纯度为__________________。

Answer

除去碳和有机物 NaAlO2(答“NaAlO2和NaOH”也可) 2Co3++SO32−+H2O2Co2++SO42−+2H+ 2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O Fe(OH) 3 7.0×10−6 mol/L 95.55%

【解析】

(1)含钴废料中的碳及有机物在550℃焙烧时可以生成二氧化碳等被除去，故答案为除去碳和有机物；

(2)含钴废料中的Al2O3能够被氢氧化钠溶解，因此浸出液中主要含有偏铝酸钠，故答案为NaAlO2；

(3)“钴浸出”过程中Co3+可以被亚硫酸钠还原为Co2+，反应的离子方程式为2Co3++SO32−+H2O2Co2++SO42−+2H+，故答案为2Co3++SO32−+H2O2Co2++SO42−+2H+；

(4)在钴浸出过程中铁离子被亚硫酸钠含有为亚铁离子，在“净化除杂1”过程中，先在40 ~ 50℃加入H2O2，可以将亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O ；再升温至80 ~ 85℃，加入Na2CO3溶液，调pH至4.5，使铁离子沉淀为氢氧化铁，故答案为2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O；Fe(OH) 3；

(5)根据Ksp(CaF2) =1.05×10−10，若所得滤液中c(Ca2+)=1.0×l0−5mol /L，则c(F−)= = mol /L，则c(Mg2+)= = =7.0×10−6 mol/L，故答案为7.0×10−6 mol/L；

(6)设草酸钴的质量为x，根据方程式：5H2C2O4+2MnO4−+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O，草酸根守恒可得：

5CoC2O4~5(NH4)2C2O4~5H2C2O4~2MnO4−

5×147 g                       2 mol

    x                              0.026 L×0.1000 mol/L

=，解得x=0.9555 g，样品纯度= 95.55%，故答案为95.55%。