Question

【题目】草酸钴是制作氧化钴和金属钴的原料,一种利用含钴废料（主要成分Co2O3），含少量Fe2O3、ZnO、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等）制取草酸钴（CoC2O3）的工艺流程如下：

已知:ZnO与Al2O3化学性质相似，既能溶于强酸又能溶于强碱。

（1）“550℃焙烧”的目的是__________

（2）“浸出液”的主要成分是_________

（3）“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，反应的离子方程式为___________。

（4）“净化除杂1”过程中，先在40℃-50℃加入H2O2,其作用是_______(离子方程式表示):再升温至80-85℃,加入Na2CO3溶液,调pH至4.5以达到净化除杂的目的。

（5）为测定产品的纯度,将1g产品用适当试剂转化,得到草酸铵[(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判断NH4HC2O4溶液呈________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。

②将草酸钴溶液用过量稀硫酸酸化.用0.1000mol/LKMnO4溶液滴定,达到滴定终点时,共用去KMnO4溶液20.00mL,则草酸钴样品的纯度为____%。

Answer 1

【答案】 除去碳和有机物 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℃焙烧含钴废料(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、ZnO、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)除去碳和有机物，加入氢氧化钠溶液，其中Al2O3溶解生成NaAlO2、Na2ZnO2，Co2O3、Fe2O3、CaO、MgO不溶，过滤，则浸出液的主要为NaAlO2、Na2ZnO2，向过滤得到的固体加入稀硫酸和亚硫酸钠，Na2SO3将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+，可得CoCl2、FeCl2、MgCl2、CaCl2，在40～50℃加入H2O2，氧化Fe2+氧化为Fe3+，再升温至80～85℃，加入Na2CO3调pH至4.5，可得到Fe(OH)3沉淀，过滤后所得滤液主要含有CoCl2、MgCl2、CaCl2，用NaF溶液除去钙、镁，过滤后，滤液中主要含有CoCl2，加入草酸铵溶液得到草酸钴。

(1)“550℃焙烧”可以除去碳和有机物；故答案为：除去碳和有机物；

(2)ZnO与Al2O3化学性质相似，既能溶于强酸又能溶于强碱，加入氢氧化钠溶液，Al2O3溶解生成NaAlO2，ZnO生成Na2ZnO2，所以浸出液的主要成分为NaAlO2和Na2ZnO2，故答案为：NaAlO2、Na2ZnO2；

(3)“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，则Na2SO3将Co3+还原为Co2+，自身被还原为硫酸钠，发生的反应为：2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+，故答案为：2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+；

(4)加入H2O2，氧化Fe2+氧化为Fe3+，反应为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，故答案为：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-的水解平衡常数为Kh==＜Ka2；说明HC2O4-的水解程度小于HC2O4-电离程度，溶液显酸性，故答案为：酸性；

②称取1.00g样品，将其用适当试剂转化，得到草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液，再用过量稀硫酸酸化，用0.1000mol/LKMnO4溶液滴定，达到滴定终点时，共用去KMnO4溶液26.00mL，

根据5CoC2O4～5(NH4)2C2O4～2KMnO4，则样品中m(CoC2O4)=×20×10-3L×0.1mol/L×147g/mol=0.735g，故草酸钴样品的纯度为×100%=73.5%，故答案为：73.5%。