Question

以含钴废催化剂（主要成分为Co、Fe、SiO₂）为原料，制取氧化钴的流程如下：

（1）溶【解析】
溶解后过滤，将滤渣洗涤2～3次，洗液与滤液合并，其目的是_________________，所得滤渣的主要成分是_________（写化学式）。

（2）氧化：加热搅拌条件下加入NaClO₃，将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，其离子方程式_________________。

已知：铁氰化钾化学式为K₃[Fe(CN)₆]；亚铁氰化钾化学式为K₄[Fe（CN）₆]•3H₂O．

3Fe²⁺+2[Fe(CN)₆]^3-=Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓（蓝色沉淀）

4Fe³⁺+3[Fe(CN)₆]^4-=Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓（蓝色沉淀）

确定Fe²⁺是否氧化完全的方法是______________。（可供选择的试剂：铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液）

（3）除铁：加入适量的Na₂CO₃调节酸度，生成黄钠铁矾[Na₂Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂]沉淀，写出该反应的化学方程式______________。

（4）沉淀：生成沉淀碱式碳酸钴[(CoCO₃)₂•3Co(OH)₂]，沉淀需洗涤，洗涤的操作是______________。

（5）溶【解析】
CoCl₂的溶解度曲线如图所示向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸，边加热边搅拌至完全溶解后，需趁热过滤，其原因是______________。

（6）灼烧：准确称取所得CoC₂O₄1.470g，在空气中充分灼烧得0.830g氧化钴，写出氧化钴的化学式_________。

Answer

提高钴等元素的利用率 SiO2 6Fe2++6H++ClO3-═6Fe3++Cl-+3H2O 取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则Fe2+已全部被氧化； 3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑ 向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，静置使滤液流出．重复操作2～3次 防止因温度降低，CoCl2晶体析出 Co2O3

【解析】

由流程图可知，向含钴废催化剂中加入稀硫酸，钴和铁与硫酸反应，反应的化学方程式为Co+H2SO4=CoSO4+H2↑、Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，二氧化硅与稀硫酸不反应，过滤，滤渣是不溶的二氧化硅，而滤液是硫酸钴、硫酸亚铁与过量的硫酸的混合溶液；向滤液中加入氯酸钠，氯酸钠具有氧化性，酸性条件下将亚铁离子氧化成铁离子；向反应后溶液中加入碳酸钠，调节溶液pH为2，将溶液中的铁离子转化为黄钠铁矾[Na2Fe6（SO4）4（OH）12]沉淀除去；过滤，向滤液中继续加入碳酸钠，调节溶液pH为7，得到碳酸钴沉淀；过滤，用盐酸溶解碳酸钴沉淀，再向所得溶液中加入草酸铵，得到草酸钴沉淀，过滤，灼烧草酸钴沉淀，草酸钴沉淀与空气中氧气反应生成氧化钴，据此分析解答。

(1)洗液与滤液合并，提高洗涤和滤液中钴的利用率，因SiO2不溶于稀硫酸，故滤渣的主要成分是SiO2；

(2)亚铁离子被氯酸根离子氧化成铁离子，1molr的亚铁离子失去1mol的电子，而1mol的氯酸根离子得到6mol的电子，根据电子得失守恒，可知离子方程式为：6Fe2++6H++ClO3-═6Fe3++Cl-+3H2O，取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则Fe2+已全部被氧化；

(3)生成硫酸铁与碳酸钠发生双水解得到黄钠铁矾，化学反应方程式为：3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑；

(4)沉淀洗涤的方法是向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，静置使滤液流出．重复操作2～3次；(5)CoCl2的溶解度曲线可知，随温度的升高，CoCl2的溶解度增大，所以趁热过滤，防止温度降低氯化钴析出；

(6)CoC2O4的质量为1.470g，其我知道可为0.01mol，Co元素质量为0.59g，钴氧化物质量为0.83g，氧化物中氧元素质量为0.83g-0.59g=0.24g，则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.01mol：(0.24/16)≈2：3，故Co氧化物为Co2O3。