Question

【題目】草酸鈷是制備高品質鈷氧化物和單質鈷粉的重要中間產品。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-。

回答下列問題：

（1）CoC2O4中Co的化合價是___。

（2）浸出液中含有的陽離子除了H+、Co2+外，還有___。

（3）濾渣II的主要成分有___（填化學式）。

（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，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，應控制pH在___。

②lg[Co]T隨pH的增大先減小后增大的原因為___。

（6）母液經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的化學方程式___。

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CoC2O+2C2O[Co(C4O4)3]4-正向進行，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與鹽酸反應生成Co2+、Ni2+、Fe2+、Al3+，SiO2不與鹽酸反應故濾渣I為SiO2；向浸出液中加入過氧化氫和氧化鈷，氧化亞鐵離子并調節(jié)pH，使Fe(OH)3、Al(OH)3以沉淀形式析出；再加入RH，生成溶于有機物的NiR2，分液后再加入草酸經操作生成草酸鈷晶體。

(1)草酸根離子為-2價，故CoC2O4中Co的化合價為+2價；

(2)綜上分析，浸出液中含有的陽離子除了H+、Co2+外，還有反應生成的、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，加入過氧化氫氧化亞鐵離子，使亞鐵離子轉化為鐵離子，再加入氧化鈷，調節(jié)pH，使Fe3+、Al3+轉化為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生成溶于有機物的NiR2而使Ni2+與Co2+分離；操作a將有機相和水相分離，操作名稱為分液；

(5) ①根據圖像可知，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)濃度之和應盡可能得小，故pH應控制在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CoC2O+2C2O[Co(C4O4)3]4-正向進行，lg[Co2+]T增大；

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