Question

【題目】草酸鈷可用于制備有機(jī)合成中間體。一種以銅鈷礦為原料，生產(chǎn)草酸鈷晶體(CoC2O4·2H2O)的工藝流程如圖：

已知：①“浸出”液含有的離子主要有H+、Fe3+、Cu2+、Co2+、SO42-；

②pH增大，Fe2+被氧化的速率加快，同時(shí)生成的Fe3+水解形成更多的膠體；

③25℃時(shí)，Ksp[Co(OH)2]=1.6×10-15。

（1）①生產(chǎn)時(shí)為提高銅鈷礦粉浸出率，常采取的措施有___(填字母)。

a.高溫浸出 b.適當(dāng)延長(zhǎng)浸出時(shí)間 c.分批加入細(xì)菌浸取液并攪拌

②銅鈷礦粉也可采用在90℃、酸性條件下，加入適當(dāng)還原劑進(jìn)行浸出。若用Na2SO3為還原劑，浸出鈷的主要化學(xué)反應(yīng)為Co2O3+2H2SO4+Na2SO32CoSO4+2H2O+Na2SO4。除考慮成本因素外，還原劑不選用浸出率更高的NaNO2的原因是___。

（2）“萃取”步驟中萃取除去的主要金屬陽(yáng)離子是___。

（3）“氧化”過(guò)程中，控制70℃、pH=4條件下進(jìn)行，pH對(duì)除鐵率和鈷回收率的影響如圖所示。

①“氧化”過(guò)程的離子方程式為___。

②pH為4～5時(shí)，鈷的回收率降低的原因是___。

（4）300℃時(shí)，在空氣中煅燒CoC2O4·2H2O可制得CO3O4，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。

Answer 1

【答案】bc 90℃、酸性條件下，還原劑選用NaNO2會(huì)產(chǎn)生大量的有毒氣體NO2 Cu2+ 2Fe2++H2O2+2H2O2FeOOH+4H+ pH過(guò)高，Fe3+生成氫氧化鐵膠體吸附大量Co2+，導(dǎo)致鈷回收率降低 3CoC2O4·2H2O+2O2Co3O4+6CO2+6H2O

【解析】

銅鈷礦粉加入細(xì)菌浸取液后，溶液中的離子有H+、Fe3+、Cu2+、Co2+、SO42-，用萃取劑出去Cu2+，加還原劑將Fe3+還原為Fe2+，然后加入H2O2將Fe2+氧化為FeOOH沉淀，除去Fe，最后再用C2O42-將Co2+沉淀下來(lái)，得到CoC2O4。

（1）①a.高溫條件下可以加快反應(yīng)速率，但是細(xì)菌在高溫條件下會(huì)死亡，故不能用高溫，a錯(cuò)誤；

b. 適當(dāng)延長(zhǎng)浸出時(shí)間可以使反應(yīng)更充分，提高浸出率，b正確；

c. 分批加入細(xì)菌浸取液并攪拌能使反應(yīng)物混合更均勻，更充分，提高浸出率，c正確；

故選bc。

②NaNO2被氧化后會(huì)生成NO2，有毒，造成環(huán)境污染，故不能使用NaNO2；

（2）由分析可知，后續(xù)的操作不能除去Cu2+，故只能在萃取步驟中除去；

（3）①根據(jù)流程的提示，氧化劑為H2O2，氧化后產(chǎn)物為FeOOH，故反應(yīng)為：2Fe2++H2O2+2H2O2FeOOH+4H+，

②根據(jù)提示，pH增大，Fe2+被氧化的速率加快，同時(shí)生成的Fe3+水解形成較多的膠體，氧化鐵膠體吸附大量Co2+，導(dǎo)致鈷回收率降低；

（4）根據(jù)題意，在空氣中煅燒CoC2O4·2H2O可制得Co3O4，Co、C化合價(jià)升高，空氣中的O2參與反應(yīng)，方程式為：3CoC2O4·2H2O+2O2Co3O4+6CO2+6H2O；