Question

【题目】钴(Co)及其化合物在工业上有广泛应用。利用水钴矿（主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO等）制取CoC12·6H2O粗品的工艺流程图如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、A13+等；

②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表：

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

请回答下列问题：

(1)上述工艺流程图中操作a的名称：_______________。

(2)写出“浸出”时Co2O3发生反应的离子方程式：____________________。

(3)加入NaC1O3的作用是________________ 。

(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。使用萃取剂最适宜的pH范围是_________(填字母序号)。

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

(5)“除钙”“镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知某温度下，Ksp(MgF2)=7.35×10-11， Ksp(CaF2)=1.50×10-10。当加入过量NaF，所得滤液中c(Mg2+)/c(Ca2+)=_______________。

Answer 1

【答案】 过滤 Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O 将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】含钴废料中加入盐酸，可得CoCl3、FeCl3、AlCl3、MnCl2、MgCl2、CaCl2，信息①中浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等，则加入的Na2SO3将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+．工艺流程最终得到草酸钴，加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，加入Na2CO3调pH至5.2，可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤后所得滤液主要含有CoCl2、MnCl2、MgCl2、CaCl2，用NaF溶液除去钙、镁，过滤后，向滤液中加入萃取剂，将锰离子萃取，萃取后的余液中主要含有CoCl2，进入草酸铵溶液得到草酸钴；

⑴由分析可知上述工艺流程图中操作a的名称过滤；

(2)浸出过程中加入Na2SO3的目的是将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+，其中“浸出”时Co2O3发生反应离子方程式为：SO32-+2Fe3++H2O=SO42-+2Fe2++2H+；

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

(4)pH=2与pH=3时Co2+的萃取率变化不大，但pH=3时Mn2+的萃取率增大很多，而pH=4时，Co2+的萃取率比较大，故pH=3时最佳，故答案为B；

(5)由溶度积可知，滤液Ⅰ“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为CaF2、MgF2沉淀，根据溶度积可知c(Mg2+)：c(Ca2+)===0.49。