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Co3O4在工業(yè)上有重要應(yīng)用。利用原鈷礦(主要含有Co2O3,還含有少量Cr2O3、NiO等雜質(zhì))制備Co3O4的工藝流程如下:

已知:①在含一定量Cl-的溶液中:Co2++4Cl-?
C
o
C
l
2
-
4
。
C
o
C
l
2
-
4
溶于有機胺試劑,Co2+、Cr3+和Ni2+不溶于有機胺試劑:有機胺試劑不溶于水。
③Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15
(1)原鈷礦需預(yù)先粉碎的目的是
增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)更充分
增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)更充分
。
(2)步驟i中Co2O3溶解時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
Co2O3+6H++10Cl-=2
C
o
C
l
2
-
4
+Cl2↑+3H2O
Co2O3+6H++10Cl-=2
C
o
C
l
2
-
4
+Cl2↑+3H2O

(3)步驟ii中加入NaCl固體的目的是
加入NaCl固體,可使溶液中c(Cl-)增大,平衡“Co2++4Cl-?
C
o
C
l
2
-
4
”正向移動,c(
C
o
C
l
2
-
4
)增大,從而提高其在有機胺試劑中的濃度
加入NaCl固體,可使溶液中c(Cl-)增大,平衡“Co2++4Cl-?
C
o
C
l
2
-
4
”正向移動,c(
C
o
C
l
2
-
4
)增大,從而提高其在有機胺試劑中的濃度
。
(4)步驟v反應(yīng)過程中無氣體逸出,則沉鈷時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
2Co2++3
CO
2
-
3
+2H2O=Co2(OH)2CO3↓+2
HCO
-
3
2Co2++3
CO
2
-
3
+2H2O=Co2(OH)2CO3↓+2
HCO
-
3
;沉鈷過程選擇較高溫度有利于沉淀生成,但加入等量(NH42CO3選擇過高溫度得到的沉淀質(zhì)量反而會減少,減少的原因是
溫度過高,(NH42CO3分解,c[(NH42CO3]降低,沉淀質(zhì)量減少
溫度過高,(NH42CO3分解,c[(NH42CO3]降低,沉淀質(zhì)量減少
。
(5)常溫下,步驟v沉鈷濾液中,Co2+含量為5.9×10-2 g?L-1,此時溶液的pH=
8
8

(6)步驟vi在空氣中煅燒生成Co3O4的化學方程式是
3Co2(OH)2CO3+O2
煅燒
2Co3O4+3CO2+3H2O
3Co2(OH)2CO3+O2
煅燒
2Co3O4+3CO2+3H2O
。

【答案】增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)更充分;Co2O3+6H++10Cl-=2
C
o
C
l
2
-
4
+Cl2↑+3H2O;加入NaCl固體,可使溶液中c(Cl-)增大,平衡“Co2++4Cl-?
C
o
C
l
2
-
4
”正向移動,c(
C
o
C
l
2
-
4
)增大,從而提高其在有機胺試劑中的濃度;2Co2++3
CO
2
-
3
+2H2O=Co2(OH)2CO3↓+2
HCO
-
3
;溫度過高,(NH42CO3分解,c[(NH42CO3]降低,沉淀質(zhì)量減少;8;3Co2(OH)2CO3+O2
煅燒
2Co3O4+3CO2+3H2O
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:35引用:1難度:0.4
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    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:27引用:2難度:0.9
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    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     
    。
    (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
     

    (4)煅燒A的反應(yīng)方程式是
     
    。
    (5)ag燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵bg。藥典標準規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)不低于
     
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    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.5
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    (1)焙燒時產(chǎn)生的主要有害氣體是
     

    (2)若在空氣中“酸浸”時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1
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