利用水鈷礦(主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多種化工試劑,圖為草酸鈷晶體和氯化鈷晶體的制備流程,回答下列問題:
已知:
①浸出液中含有的陽離子主要有H+、Na+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+、Mg2+、Ca2+等。
②沉淀Ⅰ中只含有兩種沉淀。
③已知氧化性:Co3+>MnO2>ClO-3>Fe3+
④流程中部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表:
C
l
O
-
3
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
開始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 7.6 | 4.0 | 7.7 |
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
將三氧化二鈷還原為Co2+
將三氧化二鈷還原為Co2+
。(2)NaClO3在浸出液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
ClOˉ+6Fe2++6H+=Clˉ+6Fe3++3H2O
ClOˉ+6Fe2++6H+=Clˉ+6Fe3++3H2O
。(3)加入Na2CO3調(diào)pH至5.2,目的是
使 Fe3+和 Al3+沉淀完全
使 Fe3+和 Al3+沉淀完全
;萃取劑層含錳元素,則加入NaF溶液所得沉淀Ⅱ的主要成分 CaF2和MgF2
CaF2和MgF2
。(4)操作Ⅰ包括:向水層加入
蒸發(fā)濃縮
蒸發(fā)濃縮
調(diào)整pH至2~3,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
冷卻結(jié)晶
、過濾、洗滌、減壓烘干等過程。(5)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)計(jì)算Ksp[Co(OH)2]=
2.5×10-15
2.5×10-15
(假設(shè)離子濃度小于等于10-5mol/L視為完全沉淀,已知100.4=2.5)(6)將草酸鈷晶體(CoC2O4?2H2O)置于空氣中加熱,受熱過程中290~320℃溫度范圍得到剩余的固體物質(zhì)化學(xué)式為Co3O4,同時產(chǎn)生CO2,寫出該過程的化學(xué)方程式
3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2
290
~
320
℃
3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2
。290
~
320
℃
【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用.
【答案】將三氧化二鈷還原為Co2+;ClOˉ+6Fe2++6H+=Clˉ+6Fe3++3H2O;使 Fe3+和 Al3+沉淀完全;CaF2和MgF2;蒸發(fā)濃縮;冷卻結(jié)晶;2.5×10-15;3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2
290
~
320
℃
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/10/18 4:0:1組卷:11引用:1難度:0.5
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