Question

【題目】水鈷礦中除SiO2外，還有9.24%CoO、2.78%Fe2O3、0.96%MgO、0.084%CaO。從中提取鈷的主要工藝流程如下：

（1）浸出過程中，CoO溶解的離子反應(yīng)方程式為___，礦渣的主要成分是___、___。

（2）請配平下列除鐵的化學(xué)方程式：

_Fe2(SO4)3+_H2O+_Na2CO3=_Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+_Na2SO4+_CO2↑

（3）除鈣、鎂過程中，逐漸加入NaF溶液，當(dāng)CaF2開始沉淀時(shí)，溶液中=___。[已知Ksp(CaF2)=1.0×10-10、Ksp(MgF2)=7.4×10-11]。

（4）“操作X”是___。進(jìn)行該操作的主要目的是除去沉淀中的雜質(zhì)離子，檢驗(yàn)雜質(zhì)中的主要陰離子是否除凈的試劑是___。

（5）100t水鈷礦最多可獲得___tCoC2O44H2O產(chǎn)品。

Answer 1

【答案】CoO+2H+=Co2++H2O SiO2 CaSO4 3 6 6 1 5 6 0.74 洗滌、干燥 BaCl2溶液 27.0

【解析】

水鈷礦磨礦可將礦石粉碎，增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，加入稀硫酸浸取過濾，濾液中含有：CoSO4、Fe2(SO4)3、MgSO4、CaSO4，礦渣為SiO2，、CaSO4；加入碳酸鈉，除去Fe2(SO4)3，加入氟化鈉，除去鈣離子、鎂離子，過濾得的濾液主要含CoSO4，加入草酸銨，通過沉淀、過濾、洗滌、干燥得到四水合草酸鈷；

（1）氧化鈷與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈷和水；

（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律即化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變配平該方程式；

（3）已知Ksp(CaF2)=1.0×10-10、Ksp(MgF2)=7.4×10-11，因此逐漸加入NaF溶液過程中，先沉淀鎂離子，后沉淀鈣離子，當(dāng)CaF2開始沉淀時(shí)，MgF2已經(jīng)沉淀，則所得濾液；

（4）得到的沉淀要進(jìn)行洗滌和干燥才能得到較純凈、干燥的物質(zhì)；該沉淀吸附易溶于水的離子，根據(jù)流程圖知，加入硫酸、碳酸鈉、草酸銨的過程，溶液中引入硫酸根離子、銨根離子和鈉離子，則雜質(zhì)中的主要陰離子是硫酸根離子，根據(jù)硫酸根離子的檢驗(yàn)選擇試劑；

（5）根據(jù)Co元素守恒進(jìn)行計(jì)算。

（1）水鈷礦中除SiO2外，還有9.24%CoO，2.78%Fe2O3，0.96%MgO、0.084%CaO，加入稀硫酸溶解的是氧化鐵、氧化鎂、氧化鈣、氧化鈷，氧化鈷溶解于硫酸反應(yīng)的離子方程式為：CoO+2H+=Co2++H2O，二氧化硅不溶，生成的硫酸鈣微溶，所以殘?jiān)鼮?/span>SiO2、CaSO4；

故答案為：CoO+2H+=Co2++H2O；SiO2；CaSO4；

（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律即化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變配平，首先根據(jù)Fe守恒，右邊6個(gè)Fe，所以給Fe2(SO4)3前配3，在根據(jù)S守恒，給Na2SO4前配9-4=5，再根據(jù)Na守恒，給Na2CO3前配，最后根據(jù)C、H、O守恒配平方程式即可，所以其方程為3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑；

故答案為：3；6；6；1；5；6；

（3）已知Ksp(CaF2)=1.0×10-10、Ksp(MgF2)=7.4×10-11，因此逐漸加入NaF溶液過程中，先沉淀鎂離子，后沉淀鈣離子，當(dāng)CaF2開始沉淀時(shí)，MgF2已經(jīng)沉淀，則所得濾液；

故答案為：0.74；

（4）得到的沉淀要進(jìn)行洗滌和干燥才能得到較純凈、干燥的物質(zhì)；該沉淀吸附易溶于水的離子，根據(jù)流程圖知，加入硫酸、碳酸鈉、草酸銨的過程，溶液中引入硫酸根離子、銨根離子和鈉離子，則雜質(zhì)中的主要陰離子是硫酸根離子，檢驗(yàn)硫酸根離子是否除盡的試劑是BaCl2溶液，取最后一次洗滌液于試管中，向其中滴加適量的BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，說明陰離子硫酸根離子除凈，沉淀洗滌干凈；

故答案為：洗滌、干燥；BaCl2溶液；

（5）水鈷礦中有9.24%CoO，則100t水鈷礦中CoO質(zhì)量=100t×9.24%=9.24t，依據(jù)鈷元素守恒，

則可得比例式，，解得m=27.0t；

故答案為：27.0。