Question

【題目】草酸鈷是制備高品質(zhì)鈷氧化物和單質(zhì)鈷粉的重要中間產(chǎn)品。用含鈷廢料（主要成分為Co，含有一定量的Ni、Al2O3、Fe、SiO2等）可以制備草酸鈷晶體（CoC2O4·2H2O）。一種制備方法是選擇草酸做沉淀劑，工業(yè)流程如圖。

己知：①相關(guān)金屬離子以氫氧化物形式沉淀完全的pH如下：

金屬離子	Fe3+	Al3+	Co2+	Fe2+	Ni2+
沉淀完全的pH	3.7	5.2	9.2	9.6	9.5

②CoC2O4+2C2O[Co(C2O4)3]4-。

回答下列問(wèn)題：

（1）CoC2O4中Co的化合價(jià)是___。

（2）浸出液中含有的陽(yáng)離子除了H+、Co2+外，還有___。

（3）濾渣II的主要成分有___（填化學(xué)式）。

（4）加入RH的目的是___，操作a的名稱是___。

（5）用一定濃度的草酸沉淀Co2+時(shí)，lg[Co]T，隨溶液pH變化如圖所示（[Co]T表示Co以非沉淀形式存在的各種形態(tài)濃度之和）。

①沉淀Co2+時(shí)，應(yīng)控制pH在___。

②lg[Co]T隨pH的增大先減小后增大的原因?yàn)?/span>___。

（6）母液經(jīng)氯氣氧化后溶液中的鹽酸可以循環(huán)使用，寫出母液與氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式___。

Answer 1

【答案】+2 Fe2+、Ni2+、Al3+ Fe(OH)3、Al(OH)3 萃取Ni2+、與Co2+分離 分液 2.0 隨pH增大，c(C2O)增大，Co2+更多以CoC2O4形式存在，lg[Co2+]T減小，隨著pH的繼續(xù)增大，c(C2O)增大，促進(jìn)CoC2O+2C2O[Co(C4O4)3]4-正向進(jìn)行，lg[Co2+]T增大 Cl2+H2C2O4=2CO2+2HCl

【解析】

含鈷廢料（主要成分為Co，含有一定量的Ni、Al2O3、Fe、SiO2等）加入鹽酸后，Co 、Ni、Al2O3、Fe與鹽酸反應(yīng)生成Co2+、Ni2+、Fe2+、Al3+，SiO2不與鹽酸反應(yīng)故濾渣I為SiO2；向浸出液中加入過(guò)氧化氫和氧化鈷，氧化亞鐵離子并調(diào)節(jié)pH，使Fe(OH)3、Al(OH)3以沉淀形式析出；再加入RH，生成溶于有機(jī)物的NiR2，分液后再加入草酸經(jīng)操作生成草酸鈷晶體。

(1)草酸根離子為-2價(jià)，故CoC2O4中Co的化合價(jià)為+2價(jià)；

(2)綜上分析，浸出液中含有的陽(yáng)離子除了H+、Co2+外，還有反應(yīng)生成的、Ni2+、Fe2+、Al3+；

(3)因亞鐵離子完全沉淀的pH大于鈷離子，為防止鈷離子的損失，加入過(guò)氧化氫氧化亞鐵離子，使亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，再加入氧化鈷，調(diào)節(jié)pH，使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去；

(4)濾液中含有Co2+、Ni2+，為了除去鎳離子得到純凈的鈷離子，故加入RH生成溶于有機(jī)物的NiR2而使Ni2+與Co2+分離；操作a將有機(jī)相和水相分離，操作名稱為分液；

(5) ①根據(jù)圖像可知，為了盡可能生成草酸鈷沉淀，則o以非沉淀形式存在的各種形態(tài)濃度之和應(yīng)盡可能得小，故pH應(yīng)控制在2.0；

②用一定濃度的草酸沉淀Co2+，隨pH增大，c(C2O)增大，Co2+更多以CoC2O4形式存在，lg[Co2+]T減小，隨著pH的繼續(xù)增大，c(C2O)增大，促進(jìn)CoC2O+2C2O[Co(C4O4)3]4-正向進(jìn)行，lg[Co2+]T增大；

(6)母液中主要成分為草酸，草酸與氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化碳和氯化氫，反應(yīng)方程式為Cl2+H2C2O4=2CO2+2HCl。