Question

【題目】以含鈷廢催化劑(主要成分為Co、Fe、SiO2)為原料，制取氧化鈷的流程如下。

(1)溶解:溶解后過濾，將濾渣洗滌2~3次，洗液與濾液合并，其目的是__________________。

(2)氧化:加熱攪拌條件下加入NaC1O3，其作用是_______________________________。

(3)除鐵:加入適量的Na2CO3調節酸度，生成黃鈉鐵礬Na2[Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀。寫出該反應的化學方程式:__________________________________________________。

(4)沉淀:生成沉淀堿式碳酸鈷[(CoCO3)2·3Co(OH)2]，沉淀需洗滌，檢驗沉淀是否洗滌干凈的操作是_________________________________________________________。

(5)溶解:CoCl2的溶解度曲線如圖所示。向堿式碳酸鈷中加入足量稀鹽酸，邊加熱邊攪拌至完全溶解后，需趁熱過濾，其原因是__________________________________。

(6)灼燒:準確稱取所得CoC2O4固體2.205g，在空氣中灼燒得到鈷的一種氧化物1.205g，寫出該氧化物的化學式_________________________。

Answer 1

【答案】 提高鈷元素的利用率(或減少鈷的損失) 將Fe2+氧化成Fe3+ 3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑(寫成離子方程式不扣分) 取最后洗滌液少許于試管中，滴加幾滴硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，則已洗凈，否則沒有洗凈 防止因溫度降低而析出CoCl2晶體 Co3O4

【解析】本題考查工藝流程。主要涉及的考點為化學方程的書寫、離子的檢驗、沉淀的洗滌、對圖象的分析處理等。(1)將濾渣洗滌2~3次，洗液與濾液合并，提高鈷元素的利用率；（2）加入NaC1O3，亞鐵離子被氯酸根離子氧化成鐵離子，其反應為：可知離子方程式為：6Fe2++6H++ClO3-═6Fe3++Cl-+3H2O；(3) 生成硫酸鐵與碳酸鈉發生雙水解得到黃鈉鐵礬，化學反應方程式為：3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑；（4）洗滌的目的是洗去固體表面可溶性雜質，如：Cl—、SO42—等。檢驗沉淀是否洗滌干凈的操作是：取最后洗滌液少許于試管中，滴加幾滴硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，則已洗凈，否則沒有洗凈；(5) CoCl2的溶解度曲線可知，隨溫度的升高，CoCl2的溶解度增大，所以趁熱過濾，防止溫度降低氯化鈷析出；(6) CoC2O4的質量為2.205g，n(CoC2O4)＝=0.015mol，該氧化物中m(Co)＝0.015 mol×59 g·mol－1＝0.885 g，m(O)＝1.205g g－0.885 g＝0.32 g，n(Co)∶n(O)＝0.015mol∶＝3∶4，故氧化鈷化學式為Co3O4。