Question

氯化钴渗入水泥中可以制备彩色水泥（变色水泥）。以某废钴渣（主要成分为Co₂O₃，含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO和SiO₂）制备氯化钴晶体的一种流程如下：

已知：①在酸性条件下，氧化性：Co³⁺＞Cl₂＞H₂O₂＞Fe³⁺。

②当pH=5时，Fe³⁺、Al³⁺全部转化为氢氧化物沉淀。请回答下列问题：

（1）滤渣A的主要成分是_______________、_______________（填化学式）。

（2）在滤液A中加入H₂O₂，H₂O₂作还原剂的离子方程式为_______________

（3）从滤渣B中提取铁红的操作是将滤渣B溶于过量的_______________溶液（填化学式），_______________、洗涤、灼烧得到铁红。

（4）从环境保护角度分析，溶解废钴渣时不用浓盐酸替代硫酸的原因是：_______________

（5）为了测定CoCl₂•nH₂O中结晶水数目进行如下实验：取16.6g样品在一定条件下脱水得13.0gCoCl₂，则n=_______________

Answer

SiO2 CaSO4 2Co3+＋H2O2=2Co2+＋O2↑＋2H+ NaOH 过滤 可能会产生Cl2污染环境 2

【解析】

根据流程图分析可知，废钴渣加入过量的稀硫酸，除了SiO2外，均可以与硫酸反应，此外硫酸钙是微溶物。加入双氧水可以将Fe2＋氧化成Fe3＋，但是从后面的产物来推断，Co3＋将被还原成Co2＋，加入Na2CO3沉淀Al3＋、Fe3＋，与Co2＋分离，最后得到CoCl2，据此分析解答问题。

(1)分析原料成分知，二氧化硅不溶于硫酸，氧化钙与硫酸生成硫酸钙，硫酸钙微溶于水，滤渣A主要成分是SiO2和CaSO4；

(2)根据后面的产物可知Co为+2价，加入双氧水将＋3价钴离子还原成＋2价钴离子，双氧水被氧化生成O2，离子方程式为2Co3+＋H2O2=2Co2+＋O2↑＋2H+；

(3)滤渣B中主要含有氢氧化铁和氢氧化铝，氢氧化铝溶于强碱而氢氧化铁不会，所以是将滤渣B溶于过量的NaOH溶液，过滤得氢氧化铁，洗涤、灼烧氢氧化铁得氧化铁；

(4)用浓盐酸替代硫酸，根据已知氧化性排序Co3＞Cl2，三氧化二钴氧化盐酸生成氯气，氯气污染环境；

(5)16.6 g样品在一定条件下脱水得13.0 g CoCl2，

，

，所以物质的量之比为1:2，故n=2。