Question

【題目】一種從電鎳含鈷廢渣（主要成分有Co(OH)3、Ni(OH)3、Fe(OH)3及少量Ca(OH)2、Mg(OH)2等雜質）中提取氧化鈷(Co2O3)的工藝流程如下：

已知：Ksp(CaF2)=3.45×10-11，Ksp(MgF2)=7.42×10-11，Ksp[Co(OH)3]=2×10-44。

（1）在還原劑Na2SO3存在的條件下，鈷渣易溶于酸中，請寫出酸浸時Co(OH)3與Na2SO3反應的離子方程式______，該步操作中硫酸不宜過量太多的主要原因是 ____。

（2）除鐵操作中Fe3+以黃鈉鐵礬Na2Fe6(SO4)4(OH)12形式從溶液中沉淀析出。中學檢驗Fe3+的溶液中混有Fe2+的常用試劑是________。

（3）反應Ⅰ中加入NH4F的目的______。

（4）沉鈷操作發生的反應為(NH4)2C2O4+CoCl2CoC2O4↓+2NH4Cl，也可用Na2C2O4代替(NH4)2C2O4，若要得到較為純凈的CoC2O4，則合理的加料方式是______(填字母)。

a．將Na2C2O4溶液與反應Ⅰ濾液同時加入到反應容器中

b．將Na2C2O4溶液緩慢加入到盛有反應Ⅰ濾液的反應容器中

c．將反應Ⅰ濾液緩慢加入到盛有Na2C2O4溶液的反應容器中

（5）450℃在空氣中煅燒發生的化學反應方程式______________________。

Answer 1

【答案】2Co(OH)3+4H++SO32-=2Co2++SO42-+5H2O 下一步操作中會消耗更多的Na2CO3 酸性KMnO4溶液 除去Ca2+和Mg2+ b 3O2+4CoC2O42Co2O3+8CO2

【解析】

（1）Na2SO3具有還原性，在酸性條件下，Co(OH)3與Na2SO3反應生成硫酸鈷、硫酸鈉和水，據此寫出離子方程式為；硫酸不宜過量太多，會對后續實驗的產生影響，浪費試劑；

（2）Fe2+具有還原性，與酸性KMnO4溶液反應，溶液褪色；

（3）根據流程并結合信息可知，鎂離子、鈣離子均未除去，以此推測加入NH4F的作用；

（4）Ksp[Co(OH)3]=2×10-44很小，Na2C2O4溶液顯堿性，制備CoC2O4時，為防止生成Co(OH)3沉淀，據此進行分析；

（5）CoC2O4在空氣中煅燒，生成Co2O3和CO2，據此寫出方程式。

（1）Na2SO3具有還原性，在酸性條件下，Co(OH)3與Na2SO3反應生成硫酸鈷、硫酸鈉和水，離子方程式為：2Co(OH)3+4H++SO32-=2Co2++SO42-+5H2O；因為該流程中，后續實驗還需要加入Na2CO3來調節溶液的pH，因此該步操作中硫酸不宜過量太多，否則會消耗更多的Na2CO3；

故答案是：2Co(OH)3+4H++SO32-=2Co2++SO42-+5H2O；下一步操作中會消耗更多的Na2CO3；

（2）Fe2+具有還原性，鐵離子具有氧化性，因此可向Fe3+、Fe2+的混合溶液中滴加酸性KMnO4溶液，如果溶液褪色，證明Fe2+的存在；

故答案是：酸性KMnO4溶液；

（3）根據信息可知，氟化鈣、氟化鎂的溶度積較小，加入NH4F，可以除去溶液中的鈣離子和鎂離子；

故答案是：除去Ca2+和Mg2+；

（4）Ksp[Co(OH)3]=2×10-44很小，Na2C2O4溶液顯堿性，制備CoC2O4時，為防止生成Co(OH)）3沉淀，加料時，將Na2C2O4溶液緩慢加入到盛有反應Ⅰ濾液的反應容器中；

故答案選b。

（5）CoC2O4在空氣中煅燒，生成Co2O3和CO2，方程式為：3O2+4CoC2O42Co2O3+8CO2；

故答案是：3O2+4CoC2O42Co2O3+8CO2。