Question

【題目】草酸鈷可用于指示劑和催化劑的制備。用水鈷礦(主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)制取CoC2O4·2H2O工藝流程如下：

已知：①浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等； ②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表：

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Co(OH)2	Fe(OH)2	Mn(OH)2
完全沉淀的pH	3.7	5.2	9.2	9.6	9.8

(1)寫出浸出過程中Na2SO3與Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______________。

(2)浸出液中加入NaClO3的目的是____________________________。

(3)加Na2CO3能使浸出液中某些金屬離子轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀，沉淀除Al(OH)3外，還有的成分是_____(填化學(xué)式)。

(4)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖，萃取劑的作用是______；其使用的適宜pH范圍是___。

A．2.02.5 B．3.03.5 C．4.04.5

(5)濾液I“除鈣、鎂”是將其轉(zhuǎn)化為MgF2、CaF2沉淀。己知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10，當(dāng)加入過量 NaF后，所得濾液 c(Mg2+)/c(Ca2+) =____________。

Answer 1

【答案】SO32-+ Co2O3+4H+=2Co2++SO42-+2H2O 將浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+ Fe(OH)3 除去溶液中的Mn2+ B 0.7

【解析】

浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等；加入NaClO3可氧化亞鐵離子，得到FeCl3，然后加入Na2CO3調(diào)節(jié)pH至5.2，可得Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，過濾后所得濾液主要有Co2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+，加入NaF，除去Ca2+、Mg2+，再在濾液中加入萃取劑，最后得到CoC2O4，據(jù)此分析。

（1）Na2SO3具有還原性，能將Co2O3還原為Co2+，Na2SO3被氧化為Na2SO4，所以離子方程式為：SO32-+Co2O3+4H+=2Co2++SO42-+2H2O，故答案為：SO32-+Co2O3+4H+=2Co2++SO42-+2H2O。

（2）氯酸鈉具有氧化性，能將浸出的亞鐵離子氧化成鐵離子，所以加入NaClO3的目的是將浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+，故答案為：將浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+。

（3）加入的碳酸鈉與H+反應(yīng)，c(H+)降低，使Fe3+和Al3+的水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+、Al3++3H2OAl(OH)3+3H+向右移動，從而產(chǎn)生氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，故答案為：Fe(OH)3。

（4）根據(jù)流程圖可知，此時溶液中存在Mn2+、Co2+金屬離子，加入萃取劑的作用是除去溶液中的Mn2+，由萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系圖可知，調(diào)節(jié)溶液的pH在3.03.5之間，可使Mn2+完全萃取，并防止Co2+轉(zhuǎn)化為Co(OH)2沉淀，故選B，故答案為：除去溶液中的Mn2+，B。

（5）當(dāng)加入過量的氟化鈉后，所得到濾液中鎂離子與鈣離子的比例等于氟化鎂和氟化鈣的溶度積的比值c(Mg2+)/c(Ca2+)==0.7，故答案為：0.7。