Question

【題目】鈷(Co)是生產耐熱合金、硬質合金、防腐合金、磁性合金和各種鈷鹽的重要原料，其金屬性弱于 Fe 強于 Cu。某低位硫鈷銅礦的成分為：CoS、CuFeS2、CaS、SiO2， 一種利用生物浸出并回收其中鈷和銅的工藝流程如圖：

回答下列問題：

(1)Cu2+的生物浸出原理如下：

溫度超過 50℃浸出率急劇下降，其原因是_____；其他金屬離子的浸出原理與上圖類似， 寫出由 CoS 浸出 Co2+的離子方程式_____。

(2)浸出渣的主要成分為_____。

(3)萃取分離銅的原理如下：Cu2++2(HR)org(CuR2)org+2H+。根據流程，反萃取加入的試劑應該為_____(寫化學式)。

(4)除鐵步驟中加入 H2O2，調節溶液的 pH 至 4，將 Fe2+轉化為 FeOOH 過濾除去，寫出該轉化的離子方程式為_____。檢驗 Fe2+是否完全被轉化的試劑為_____。

(5)通過電解法制得的粗鈷含有少量銅和鐵，需要電解精煉，進行精煉時，精鈷應處于_____極(填“陰”或“陽”)，陽極泥的主要成分為_____。

Answer 1

【答案】溫度過高細菌失活 CaSO4、SiO2 H2SO4 鐵氰化鉀 陰 銅

【解析】

（1）溫度過高細菌失活，浸出率急劇下降，根據Cu2+的生物浸出推斷Co2+的生物浸出；

（2）由生物浸出原理圖可知S元素最終轉化為SO42-，與Ca2+結合生成CaSO4沉淀，SiO2不參與反應，金屬陽離子進入濾液；

（3）根據平衡移動原理可知，反萃取需加入酸，由流程圖可知反萃取后得到CuSO4溶液。則應加入硫酸；

（4）H2O2和Fe2+反應生成FeOOH沉淀，根據電荷守恒和原子守恒配平方程；亞鐵離子遇到鐵氰化鉀會生成深藍色的沉淀，故檢驗亞鐵離子可選用鐵氰化鉀溶液；

（5）電解精煉時粗鈷為陽極，放電順序為Fe＞Co＞Cu，精鈷為陰極電解質為CoSO4，以此分析。

（1）溫度過高細菌失活，浸出率急劇下降；根據Cu2+的生物浸出可知礦物再細菌和Fe3+作用下化合物中S元素轉化為S單質，則Co2+的生物浸出離子方程式為：，故答案為 ：溫度過高細菌失活；；

（2）由生物浸出原理圖可知S元素最終轉化為SO42-，與Ca2+結合生成CaSO4，SiO2不參與反應，金屬陽離子進入濾液，則浸出渣的主要成分為CaSO4、SiO2，故答案為：CaSO4、SiO2；

（3）根據平衡移動原理可知，反萃取需加入酸，由流程圖可知反萃取后得到CuSO4溶液。則應加入硫酸，故答案為：H2SO4；

（4）H2O2和Fe2+反應生成FeOOH沉淀，離子方程式為 。檢驗檢驗亞鐵離子可用鐵氰化鉀溶液，若生成藍色沉淀則存在亞鐵離子，故答案為：；鐵氰化鉀；

（5）電解精煉時粗鈷為陽極，精鈷做陰極。電解精煉時，Fe和Co溶解，Cu較不活潑，不能溶解，因此，陽極泥主要為銅，故答案為：陰；銅。