Question

【題目】鈷(Co)及其化合物在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用。利用水鈷礦（主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO等）制取CoC12·6H2O粗品的工藝流程圖如下：

已知：①浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、A13+等；

②部分陽離子以氫氧化物形式開始沉淀和完全沉淀時的pH如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3	Mn(OH)2
開始沉淀	2.7	7.6	7.6	4.0	7.7
完全沉淀	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

請回答下列問題：

(1)上述工藝流程圖中操作a的名稱：_______________。

(2)寫出“浸出”時Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：____________________。

(3)加入NaC1O3的作用是________________ 。

(4)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖。使用萃取劑最適宜的pH范圍是_________(填字母序號)。

A.2.0～2.5 B. 3.0～3.5 C. 5.0～5.5 D. 9.5～9.8

(5)“除鈣”“鎂”是將溶液中Ca2+與Mg2+轉(zhuǎn)化為MgF2、CaF2沉淀。已知某溫度下，Ksp(MgF2)=7.35×10-11， Ksp(CaF2)=1.50×10-10。當(dāng)加入過量NaF，所得濾液中c(Mg2+)/c(Ca2+)=_______________。

Answer 1

【答案】 過濾 Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O 將Fe2+氧化成Fe3+，使Fe3+沉淀完全（利于生成Fe(OH)3除去） B 0.49

【解析】含鈷廢料中加入鹽酸，可得CoCl3、FeCl3、AlCl3、MnCl2、MgCl2、CaCl2，信息①中浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等，則加入的Na2SO3將Co3+、Fe3+還原為Co2+、Fe2+．工藝流程最終得到草酸鈷，加入NaClO3將Fe2+氧化為Fe3+，加入Na2CO3調(diào)pH至5.2，可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，過濾后所得濾液主要含有CoCl2、MnCl2、MgCl2、CaCl2，用NaF溶液除去鈣、鎂，過濾后，向濾液中加入萃取劑，將錳離子萃取，萃取后的余液中主要含有CoCl2，進(jìn)入草酸銨溶液得到草酸鈷；

⑴由分析可知上述工藝流程圖中操作a的名稱過濾；

(2)浸出過程中加入Na2SO3的目的是將Co3+、Fe3+還原為Co2+、Fe2+，其中“浸出”時Co2O3發(fā)生反應(yīng)離子方程式為：SO32-+2Fe3++H2O=SO42-+2Fe2++2H+；

(3)NaClO3的作用是：將浸出液中Fe2+氧化為Fe3+，使Fe3+沉淀完全；

(4)pH=2與pH=3時Co2+的萃取率變化不大，但pH=3時Mn2+的萃取率增大很多，而pH=4時，Co2+的萃取率比較大，故pH=3時最佳，故答案為B；

(5)由溶度積可知，濾液Ⅰ“除鈣、鎂”是將溶液中Ca2+與Mg2+轉(zhuǎn)化為CaF2、MgF2沉淀，根據(jù)溶度積可知c(Mg2+)：c(Ca2+)===0.49。