Question

【題目】利用水鈷礦[主要成分為Co2O3和Co(OH)3，還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·6H2O的工藝流程如下：

已知：①浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；

②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3	Mn(OH)2
開始沉淀	2.7	7.6	7.6	4.0	7.7
完全沉淀	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

（1）提高水鈷礦浸出速率的措施有_______________________________________（填寫兩點），浸出過程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________。

（2）NaClO3的作用是_________________________________。

（3）加Na2CO3調(diào)pH至5.2所得沉淀為_________________。

（4）萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖。萃取劑的作用是___________________________________________；其使用的適宜pH范圍是______________。

A．2.0~2.5 B．3.0~3.5 C．4.0~4.5

（5）由萃取后余液獲得粗產(chǎn)品的操作步驟為_____________。

Answer 1

【答案】 適當(dāng)升高溫度、適當(dāng)增大鹽酸濃度或?qū)⑺�鈷礦粉碎 Co2O3+SO32+4H+ = 2Co2++SO42-+2H2O 將Fe2+氧化成Fe3+ Fe(OH)3、Al(OH)3 除去溶液中的Mn2+ B 蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾

【解析】含鈷廢料中加入鹽酸、Na2SO3，可得CoCl2、AlCl3、FeCl2，加入NaClO3，發(fā)生氧化還原反應(yīng)可得到FeCl3，然后加入Na2CO3調(diào)pH至5.2，可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，過濾后所得濾液主要含有CoCl2，為得到CoCl26H2O晶體，應(yīng)控制溫度在86℃以下，加熱時要防止溫度過高而失去結(jié)晶水，可減壓烘干。

(1)根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，提高水鈷礦浸出速率的措施有適當(dāng)升高溫度、適當(dāng)增大鹽酸濃度或?qū)⑺�鈷礦粉碎等，酸性條件下，Co2O3和SO32-發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Co2+、SO42-，反應(yīng)離子方程式為：Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O，故答案為：適當(dāng)升高溫度、適當(dāng)增大鹽酸濃度或?qū)⑺�鈷礦粉碎；Co2O3+SO32+4H+ = 2Co2++SO42-+2H2O；

(2)酸性條件下，NaClO3可以將Fe2+氧化為Fe3+，便于調(diào)節(jié)pH轉(zhuǎn)化氫氧化鐵沉淀而除去，故答案為：將Fe2+氧化成Fe3+；

(3)“加Na2CO3調(diào)pH至a”，目的是除去鐵離子、鋁離子，將鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，過濾除去，故答案為：Fe(OH)3、Al(OH)3；

(4)根據(jù)流程圖可知，此時溶液中存在Mn2+、Co2+金屬離子，由萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系可知，調(diào)節(jié)溶液pH在3.0～3.5之間，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+轉(zhuǎn)化為Co(OH)2沉淀，故答案為：除去溶液中的Mn2+；B；

(5)從萃取后余液中獲得粗產(chǎn)品，可以通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾即可，故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾。