Question

【題目】用含鈷廢料（主要成分為Co，含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等）制備草酸鈷晶體（CoC2O4·2H2O）的工業(yè)流程如下圖．己知：①草酸鈷晶體難溶于水②RH為有機(jī)物（難電離）。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）濾渣I的主要成分是_____（填化學(xué)式）,寫(xiě)出一種能提高酸浸速率的措施_______。

（2）操作①用到的玻璃儀器有_______________。

（3）H2O2是一種綠色氧化劑，寫(xiě)出加入H2O2后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:_______________。

（4）加入氧化鈷的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH．若要將浸出液中Fe3+和Al3+全部沉淀，則應(yīng)將浸出液的PH控制在_______。（已知：溶液中離子濃度小于1×10－5mol/L,則認(rèn)為離子完全沉淀；Ni(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp分別為1×10－15， 1×10－38,1×10－32)

（5）加入（NH4）2C2O4反應(yīng)的離子方程式為________，過(guò)濾得到的草酸鈷晶體需要用蒸餾水洗滌，檢驗(yàn)是否洗滌干凈的方法是____________。

（6）加入有機(jī)萃取劑的目的是__________。實(shí)驗(yàn)室可以用酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定草酸根離子（C2O42－）來(lái)測(cè)定溶液中C2O42－的濃度，KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液常用硫酸酸化，若用鹽酸酸化，會(huì)使測(cè)定結(jié)果______（填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”）．

Answer 1

【答案】SiO2 提高硫酸的濃度或提高反應(yīng)的溫度或攪拌 分液漏斗、燒杯 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 5pH<9 Co2++C2O42-+2H2O=CoC2O4·2H2O↓ 滴入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無(wú)沉淀生成則證明已洗滌干凈 溶解NiR2，使之與水層分離 偏高

【解析】

用含鈷廢料（主要成分為Co，含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等）制備草酸鈷晶體（CoC2O42H2O）：粉碎后用硫酸溶解，SiO2不與硫酸反應(yīng)，過(guò)濾得到濾液中含有CoSO4、NiSO4、FeSO4、Al2（SO4）3及過(guò)量的硫酸，濾渣Ⅰ為SiO2，濾液中加入過(guò)氧化氫和CoO，將Fe2+氧化為Fe3+，同時(shí)調(diào)節(jié)pH，使鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，所以濾渣Ⅱ?yàn)闅溲趸�鐵、氫氧化鋁，向?yàn)V液中加入RH，Ni2+，溶于有機(jī)層，為分液，向水層加入（NH4）2C2O4，得到草酸鈷晶體；

(1)用含鈷廢料，粉碎后用硫酸溶解，SiO2不與硫酸反應(yīng)，濾渣Ⅰ為SiO2，提高硫酸的濃度、提高反應(yīng)的溫度、攪拌能提高酸浸速率；

故答案為：SiO2；提高硫酸的濃度或提高反應(yīng)的溫度或攪拌；

(2)通過(guò)操作①得到水層和有機(jī)層，則操作①為分液，分液需要的儀器有：分液漏斗、燒杯；

故答案為：分液漏斗、燒杯；

(3)H2O2氧化亞鐵離子生成鐵離子，離子方程式為：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；

故答案為：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；

(4)加入氧化鈷的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，使鐵離子沉淀，根據(jù)沉淀溶度積可知，鐵離子所需的氫氧根離子濃度c1(OH-) = 2×10-11 mol/L，溶液的c1(H+) =5×10-4mol/L，則pH1-lg c1(H+)=3.3；同理可得，鐵離子所需的氫氧根離子濃度c2(OH-) = 1×10-9 mol/L，溶液的c2(H+) =1×10-5mol/L，則pH2-lg c2(H+)=5；而氫氧化鎳開(kāi)始沉淀時(shí)所需的氫氧根離子濃度c3(OH-) < = 1×10-5 mol/L，溶液的c1(H+)> =1×10-9mol/L，則pH3<-lgc3(H+)=9，綜上所述，最佳pH的范圍為5pH<9，

若故答案為：5pH<9；

(5) 加入（NH4）2C2O4后生成CoC2O4·2H2O↓，離子方程式為：Co2++C2O42-+2H2O=CoC2O4·2H2O↓，檢驗(yàn)晶體是否洗滌干凈，只要檢驗(yàn)是否有殘留的硫酸根離子在晶體表面即可，即滴入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無(wú)沉淀生成則證明已洗滌干凈，

故答案為：Co2++C2O42-+2H2O=CoC2O4·2H2O↓；滴入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無(wú)沉淀生成則證明已洗滌干凈；

（6）根據(jù)相似相容原理可知，加入有機(jī)萃取劑可溶解NiR2，從而使之與水層分離；若用鹽酸酸化，高錳酸鉀會(huì)氧化鹽酸中的氯離子，消耗高錳酸鉀偏多，測(cè)定結(jié)果偏高；

故答案為：溶解NiR2，使之與水層分離；偏高。