Question

【題目】CoC2O4是制備金屬鈷的原料。利用含鈷廢料（主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有機物等）制取CoC2O4的工藝流程如下：

（1）“500℃煅燒”的目的是_______。

（2）“浸出液”的主要成分是_______。

（3）“鈷浸出”過程中Co3+轉化為Co2+，反應的離子方程式為_________。

（4）“凈化除雜1”過程中，需在40～50℃加入H2O2溶液，其目的是_____________。（用離子方程式表示）；再升溫至80～85℃，加入Na2CO3溶液，調pH至5，“濾渣I”的主要成分是___________。

（5）為測定制得的CoC2O4產品的純度，現稱取1.00g樣品，將其用適當試劑轉化為草酸銨[(NH4）2C2O4〕溶液，再用過量稀硫酸酸化，用0.1000mol/L高錳酸鉀溶液滴定，達到滴定終點，共用去高錳酸鉀溶液26.00mL，該產品的純度為_______________。

Answer 1

【答案】除去碳和有機物 NaAlO2(NaAlO2和NaOH、Ca(OH)2也可得分) 2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+ 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O Fe(OH)3（答Fe(OH)3和CaSO4與CaCO3中任意一種或兩種都給分） 95.55%

【解析】

含鈷廢料主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO，碳及有機物等，550℃焙燒可以除去碳和有機物；加入氫氧化鈉溶液,其中氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉， Co2O3、Fe2O3、MgO不溶，過濾，則浸出液的主要成分為偏鋁酸鈉（或NaAlO2和NaOH、Ca(OH)2）；向過濾得到的固體中加入稀硫酸和亞硫酸鈉，亞硫酸鈉將Co3+、Fe3+還原為Co2+、Fe2+，可得Co2+、Fe2+、Mg2+、Ca2+；在40～50℃加入H2O2，氧化Fe2+氧化為Fe3+，再升溫至80～85℃,加入碳酸鈉調pH至5,可得到氫氧化鐵沉淀,過濾后所得濾液主要含有Co2+、Mg2+、Ca2+；測定CoC2O4產品的純度，根據5 CoC2O4-5[(NH4）2C2O4〕-2KMnO4關系計算出純的CoC2O4的質量，即可求出樣品的純度，據以上分析解答。

含鈷廢料主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO，碳及有機物等，550℃焙燒可以除去碳和有機物；加入氫氧化鈉溶液,其中氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉， Co2O3、Fe2O3、MgO不溶，過濾，則浸出液的主要成分為偏鋁酸鈉（或NaAlO2和NaOH、Ca(OH)2）；向過濾得到的固體中加入稀硫酸和亞硫酸鈉，亞硫酸鈉將Co3+、Fe3+還原為Co2+、Fe2+，可得Co2+、Fe2+、Mg2+、Ca2+；在40～50℃加入H2O2，氧化Fe2+氧化為Fe3+，再升溫至80～85℃,加入碳酸鈉調pH至5,可得到氫氧化鐵沉淀,過濾后所得濾液主要含有Co2+、Mg2+、Ca2+；測定CoC2O4產品的純度，根據5 CoC2O4-5[(NH4）2C2O4〕-2KMnO4關系計算出純的CoC2O4的質量，即可求出樣品的純度；

（1）結合以上分析可知，“550℃焙燒”可以除去碳和有機物；綜上所述，本題答案是：除去碳和有機物。

（2）結合以上分析可知，加入氫氧化鈉溶液,氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉，所以浸出液的主要成分為偏鋁酸鈉（或NaAlO2和NaOH、Ca(OH)2）；綜上所述，本題答案是：NaAlO2(NaAlO2和NaOH、Ca(OH)2也可得分)。
（3）“鈷浸出”過程中Co3+轉化為Co2+，則SO32-將Co3+還原為Co2+，自身被氧化為SO42-，反應離子方程式為：2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+；綜上所述，本題答案是：2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+。

（4）“凈化除雜1”過程中，需在40～50℃加入H2O2溶液，亞鐵離子氧化為鐵離子，2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；再升溫至80～85℃，加入Na2CO3溶液，調pH至5，可以得到氫氧化鐵沉淀，所以“濾渣I”的主要成分是Fe(OH)3（Fe(OH)3和CaSO4與CaCO3中任意一種或兩種均可）；綜上所述，本題答案是：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O； Fe(OH)3（答Fe(OH)3和CaSO4與CaCO3中任意一種或兩種都給分）。

（5）稱取1.00g樣品，將其用適當試劑轉化為草酸銨[(NH4）2C2O4〕溶液，再用過量稀硫酸酸化，用0.1000mol/L高錳酸鉀溶液滴定，達到滴定終點，共用去高錳酸鉀溶液26.00mL，根據電子得失守恒可以得出5 CoC2O4-5[(NH4）2C2O4〕-2KMnO4關系，所以m(CoC2O4)=5/2×26×10-3×0.1×147=0.955g，故酸鈷樣品的純度為0.9555/1×100%=95.55%；綜上所述，本題答案是：95.55%。