Question

【題目】主要用作選礦劑、偽裝涂料的顏料等。用鈷礦石含、CoO及少量、、等生產的流程如圖1：

下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH“沉淀完全”是指溶液中離子濃度低于

開始沉淀的pH
沉淀完全的pH

寫出“浸取”步驟發生反應的離子方程式______。

“浸取”步驟除外，鈷礦石中還能被還原的物質有______。

加的目的是氧化，的用量過多會造成的不良后果是______。

“沉鈷”步驟向溶液加入溶液需要條件下進行，適宜的加熱方式為______。溫度控制在的原因為______。

已知金屬萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關系如圖2所示。請補充完整由“氧化”后的溶液制備的實驗方案：向“氧化”后的溶液中加入______，加入溶液沉鈷得實驗中須使用試劑：溶液、金屬萃取劑、鹽酸。

Answer 1

【答案】 、 與反應生成污染環境或將氧化成 水浴加熱 溫度過高易分解，溫度過低反應速率緩慢 溶液，調節溶液的pH至，過濾，向濾液中加入稀鹽酸調pH至左右，加入金屬萃取劑萃取次，靜置后分液，得較純溶液

【解析】

用鈷礦石含、及少量、、等生產，鈷礦石加入稀鹽酸和亞硫酸鈉，鐵離子和二氧化錳被亞硫酸鈉還原得到亞鐵離子和錳離子，加入氯酸鈉氧化亞鐵離子為鐵離子，氧化后的溶液中加入碳酸鈉溶液調節溶液的pH至，沉淀鐵離子和氯離子，過濾，向濾液中加入稀鹽酸調pH至左右，濾液中加入萃取劑的作用是除去錳離子，根據圖像可知，調節溶液PH在之間，可以除去Co2+中的Mn2+，加入溶液沉鈷得。

“浸取”步驟發生反應是在酸溶液中和亞硫酸鈉反應生成硫酸鈷和水，反應的離子方程式為：，

故答案為：；

浸取”步驟能還原，氧化鐵和二氧化錳也具有氧化性，能和發生氧化還原反應，故鈷礦石中還能被還原的物質有：、，

故答案為：、；

加的目的是氧化，的用量過多會造成的不良后果是：酸性條件下ClO3-與反應生成污染環境或將氧化成，

故答案為：與反應生成污染環境或將氧化成；

“沉鈷”步驟向溶液加入溶液需要條件下進行，適宜的加熱方式為：水浴加熱，溫度控制在的原因是溫度過高碳酸氫銨會分解，溫度過低反應速率慢，

故答案為：水浴加熱；溫度過高易分解，溫度過低反應速率緩慢；

氧化后的溶液中含有Fe3+、Al3+、Mn2+、Co2+、Na+、Cl-、SO42-等離子，可以通過調節溶液的PH除去Fe3+和Al3+，根據金屬離子沉淀的PH范圍的表格可知需要控制溶液的PH在5.2到7.6之間，使Fe3+、Al3+完全沉淀而Co2+不沉淀。Mn2+不能通過調節溶液的PH的方法除去，根據金屬萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關系圖像可知，Mn2+可以用萃取的方法除去，在PH在3.5左右時，Mn2+的萃取率能達到80%以上而Co2+的萃取率不足20%，可以除去Co2+中的Mn2+。根據給出的試劑，調節溶液的PH至的試劑用Na2CO3溶液，調節溶液pH至左右，用的試劑是稀鹽酸，

故答案為：溶液，調節溶液的pH至，過濾，向濾液中加入稀鹽酸調pH至左右，加入金屬萃取劑萃取次，靜置后分液，得較純溶液。