Question

【題目】含鈷廢催化劑（主要成分為Co、Fe、SiO2）為原料，制取氧化鈷的流程如圖1：

（1）溶解：溶解后過濾，將濾渣洗滌2～3次，洗液與濾液合并，其目的是；所得濾渣的主要成分是（寫化學式）．
（2）氧化：加熱攪拌條件下加入NaClO3 ， 將Fe2+氧化成Fe3+ ， 其離子方程式；
已知：鐵氰化鉀化學式為K3[Fe（CN）6]；亞鐵氰化鉀化學式為K4[Fe（CN）6]3H2O．
3Fe2++2[Fe（CN）6]3﹣═Fe3[Fe（CN）6]2↓（藍色沉淀）
4Fe3++3[Fe（CN）6]4﹣═Fe4[Fe（CN）6]3↓（藍色沉淀）
確定Fe2+是否氧化完全的方法是 ． （可供選擇的試劑：鐵氰化鉀溶液、亞鐵氰化鉀溶液、鐵粉、KSCN溶液）
（3）除鐵：加入適量的Na2CO3調節酸度，生成黃鈉鐵礬[Na2Fe6（SO4）4（OH）12]沉淀，寫出該反應的化學方程式 ．
（4）沉淀：生成沉淀堿式碳酸鈷[（CoCO3）23Co（OH）2]，沉淀需洗滌，洗滌的操作是 ．
（5）溶解：CoCl2的溶解度曲線如圖2所示．向堿式碳酸鈷中加入足量稀鹽酸，邊加熱邊攪拌至完全溶解后，需趁熱過濾，其原因是 ．

（6）灼燒：準確稱取所得CoC2O4 1.470g，在空氣中充分灼燒得0.830g氧化鈷，寫出氧化鈷的化學式 ．

Answer 1

【答案】
（1）提高鈷等元素的利用率,SiO2
（2）6Fe2++6H++ClO3﹣ 6Fe3++Cl﹣+3H2O,取氧化后的溶液少許于試管中,滴加幾滴鐵氰化鉀溶液,若無藍色沉淀生成,則Fe2+已全部被氧化
（3）3Fe2（SO4）3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6（SO4）4（OH）12↓+5Na2SO4+6CO2↑
（4）向漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀,靜置使濾液流出．重復操作2～3次
（5）防止因溫度降低,CoCl2晶體析出
（6）Co2O3
【解析】解：鈷廢催化劑加入稀硫酸，發生Co+H2SO4=CoSO4+H2↑，Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，過濾濾渣是不溶的二氧化硅，而濾液是硫酸鈷、硫酸亞鐵與過量的硫酸的混合溶液，向濾液中加氯酸鈉將亞鐵離子氧化成鐵離子，然后加入碳酸鈉得到黃鈉鐵礬[Na2Fe6（SO4）4（OH）12]沉淀，繼續向濾液中加入碳酸鈉，得到堿式碳酸鈷[（CoCO3）23Co（OH）2]，然后用鹽酸溶解堿式碳酸鈷[（CoCO3）23Co（OH）2]，再向所到溶液中加入草酸銨，得到溶解度極小的草酸鈷，最后燃燒生成氧化鈷，（1）洗液與濾液合并，可提高洗滌和濾液中鈷的利用率；所得濾渣為二氧化硅，化學式為：SiO2，

所以答案是：提高鈷等元素的利用率；SiO2；（2）亞鐵離子被氯酸根離子氧化成鐵離子，1mol的亞鐵離子失去1mol的電子，而1mol的氯酸根離子得到6mol的電子，根據電子得失守恒，可知離子方程式為：6Fe2++6H++ClO3﹣ 6Fe3++Cl﹣+3H2O，取氧化后的溶液少許于試管中，滴加幾滴鐵氰化鉀溶液，若無藍色沉淀生成，則Fe2+已全部被氧化，

所以答案是：6Fe2++6H++ClO3﹣ 6Fe3++Cl﹣+3H2O；取氧化后的溶液少許于試管中，滴加幾滴鐵氰化鉀溶液，若無藍色沉淀生成，則Fe2+已全部被氧化；（3）生成硫酸鐵與碳酸鈉發生雙水解得到黃鈉鐵礬，化學反應方程式為：3Fe2（SO4）3+6H2O+6 Na2CO3=Na2Fe6（SO4）4（OH）12↓+5 Na2SO4+6CO2↑，

所以答案是：3Fe2（SO4）3+6H2O+6 Na2CO3=Na2Fe6（SO4）4（OH）12↓+5 Na2SO4+6CO2↑；（4）沉淀洗滌的方法是：向漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，靜置使濾液流出．重復操作2～3次，

所以答案是：向漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，靜置使濾液流出．重復操作2～3次；（5）CoCl2的溶解度曲線可知，隨溫度的升高，CoCl2的溶解度增大，所以趁熱過濾，防止溫度降低氯化鈷析出，

所以答案是：防止因溫度降低，CoCl2晶體析出；（6）CoC2O4的質量為1.470g，其我知道可為0.01mol，Co元素質量為0.59g，鈷氧化物質量為0.83g，氧化物中氧元素質量為：0.83g﹣0.59g=0.24g，則氧化物中Co原子與O原子物質的量之比為0.01mol： ≈2：3，故Co氧化物為Co2O3，

所以答案是：Co2O3．