Question

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的工艺流程如图

(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Ksp(MgF₂)=7.35×10⁻¹¹、Ksp(CaF₂)=1.05×10⁻¹⁰.]

(6)为测定制得样品的纯度,现称取1.00g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0.1000mol/LKMnO₄溶液滴定,达到滴定终点时,共用去KMnO₄溶液26.00mL，则草酸钴样品的纯度为___.(保留两位小数)

Answer

除去碳和有机物 NaAlO2 2Co3+++H2O=2Co2+++2H+ 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O Fe(OH)3 7.0×10-6mol/L 95.55%．

【解析】

根据流程分析可知，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，需要将碳及有机物在550℃煅烧除去，利用NaOH将Al2O3溶解转化为NaAlO2进入浸出液；利用还原剂Na2SO3将Co3+还原为Co2+，同时也会将Fe3+还原为Fe2+；在“净化除杂1”过程中，需加入氧化剂，同时调节pH，将Fe2+转化为Fe3+，进而转化为Fe(OH)3沉淀；然后加入过量的NaF溶液，将Mg2+、Ca2+转化为MgF2、CaF2沉淀除去；最后加入(NH4)2C2O4溶液，将Co2+转化为CoC2O4，据此分析解答。

(1)碳及有机物具有可燃性，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)各种氧化物中，只有Al2O3溶于NaOH溶液，发生反应Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O，所以“浸出液”的主要成分是NaAlO2，故答案为：NaAlO2；

(3)“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，同时Na2SO3转化为Na2SO4，反应的离子方程式为2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+。答案为：2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+；

(4)“净化除杂1”过程中，需加入氧化剂，同时调节pH，将Fe2+转化为Fe3+，进而转化为Fe(OH)3沉淀。所以，在40～50℃加入H2O2溶液，其目的是2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；再升温至80～85℃，加入Na2CO3溶液，调pH至5，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，所以“滤渣I”的主要成分是Fe(OH)3。答案为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++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+)===7.0×10-6mol/L，故答案为7.0×10-6mol/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-，则n(CoC2O4)=n(H2C2O4)=×0.1000mol/L×0.026L=0.0065mol，该产品的纯度为=95.55%。答案为：95.55%。