Question

【題目】草酸鈷是制作氧化鈷和金屬鈷的原料,一種利用含鈷廢料（主要成分Co2O3），含少量Fe2O3、ZnO、Al2O3、CaO、MgO、碳及有機(jī)物等）制取草酸鈷（CoC2O3）的工藝流程如下：

已知:ZnO與Al2O3化學(xué)性質(zhì)相似，既能溶于強(qiáng)酸又能溶于強(qiáng)堿。

（1）“550℃焙燒”的目的是__________

（2）“浸出液”的主要成分是_________

（3）“鈷浸出”過(guò)程中Co3+轉(zhuǎn)化為Co2+，反應(yīng)的離子方程式為___________。

（4）“凈化除雜1”過(guò)程中，先在40℃-50℃加入H2O2,其作用是_______(離子方程式表示):再升溫至80-85℃,加入Na2CO3溶液,調(diào)pH至4.5以達(dá)到凈化除雜的目的。

（5）為測(cè)定產(chǎn)品的純度,將1g產(chǎn)品用適當(dāng)試劑轉(zhuǎn)化,得到草酸銨[(NH4)2C2O4]溶液。

已知NH3·H2O的Kb=1.76×10-5；H2C2O4的Ka1=5.9×l0-2,Ka2=6.4×10-5。

①判斷NH4HC2O4溶液呈________(填“酸性”、“堿性”或“中性”)。

②將草酸鈷溶液用過(guò)量稀硫酸酸化.用0.1000mol/LKMnO4溶液滴定,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),共用去KMnO4溶液20.00mL,則草酸鈷樣品的純度為____%。

Answer 1

【答案】 除去碳和有機(jī)物 NaAlO2 、Na2ZnO2 2 Co3+ + SO32﹣+ H2O = 2 Co2+ + SO42﹣+ 2H+ 2 Fe2+ + 2 H+ + H2O2 = 2 Fe3+ + 2 H2O 酸性 73.5%

【解析】550℃焙燒含鈷廢料(主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、ZnO、Al2O3、CaO、MgO、碳及有機(jī)物等)除去碳和有機(jī)物，加入氫氧化鈉溶液，其中Al2O3溶解生成NaAlO2、Na2ZnO2，Co2O3、Fe2O3、CaO、MgO不溶，過(guò)濾，則浸出液的主要為NaAlO2、Na2ZnO2，向過(guò)濾得到的固體加入稀硫酸和亞硫酸鈉，Na2SO3將Co3+、Fe3+還原為Co2+、Fe2+，可得CoCl2、FeCl2、MgCl2、CaCl2，在40～50℃加入H2O2，氧化Fe2+氧化為Fe3+，再升溫至80～85℃，加入Na2CO3調(diào)pH至4.5，可得到Fe(OH)3沉淀，過(guò)濾后所得濾液主要含有CoCl2、MgCl2、CaCl2，用NaF溶液除去鈣、鎂，過(guò)濾后，濾液中主要含有CoCl2，加入草酸銨溶液得到草酸鈷。

(1)“550℃焙燒”可以除去碳和有機(jī)物；故答案為：除去碳和有機(jī)物；

(2)ZnO與Al2O3化學(xué)性質(zhì)相似，既能溶于強(qiáng)酸又能溶于強(qiáng)堿，加入氫氧化鈉溶液，Al2O3溶解生成NaAlO2，ZnO生成Na2ZnO2，所以浸出液的主要成分為NaAlO2和Na2ZnO2，故答案為：NaAlO2、Na2ZnO2；

(3)“鈷浸出”過(guò)程中Co3+轉(zhuǎn)化為Co2+，則Na2SO3將Co3+還原為Co2+，自身被還原為硫酸鈉，發(fā)生的反應(yīng)為：2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+，故答案為：2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+；

(4)加入H2O2，氧化Fe2+氧化為Fe3+，反應(yīng)為：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，故答案為：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；

(5)①NH3·H2O的Kb=1.76×10-5；H2C2O4的Ka1=5.9×l0-2，Ka2=6.4×10-5。NH4HC2O4溶液中HC2O4-的水解平衡常數(shù)為Kh==＜Ka2；說(shuō)明HC2O4-的水解程度小于HC2O4-電離程度，溶液顯酸性，故答案為：酸性；

②稱(chēng)取1.00g樣品，將其用適當(dāng)試劑轉(zhuǎn)化，得到草酸銨[(NH4)2C2O4]溶液，再用過(guò)量稀硫酸酸化，用0.1000mol/LKMnO4溶液滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，共用去KMnO4溶液26.00mL，

根據(jù)5CoC2O4～5(NH4)2C2O4～2KMnO4，則樣品中m(CoC2O4)=×20×10-3L×0.1mol/L×147g/mol=0.735g，故草酸鈷樣品的純度為×100%=73.5%，故答案為：73.5%。