Question

12．用含鈷廢料（主要成分為Co，含有一定量的Ni、Al₂O₃、Fe、SiO₂等）制備草酸鈷晶體（CoC₂O₄•2H₂O）的工業(yè)流程如圖．己知：①草酸鈷晶體難溶于水②RH為有機(jī)物（難電離）

（1）濾渣I的主要成分是SiO₂（填化學(xué)式），寫出一種能提高酸浸速率的措施提高硫酸的濃度、提高反應(yīng)的溫度、攪拌．
（2）操作①用到的主要儀器有分液漏斗、燒杯．
（3）H₂O₂是一種綠色氧化劑，寫出加入H₂O₂后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O．
（4）加入氧化鈷的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH．
（5）草酸鈷晶體分解后可以得到多種鈷的氧化物（其中Co的化合價(jià)為+2、+3），取一定量鈷的氧化物，用280mL 5mol/L鹽酸恰好完全溶解，并得到CoCl₂溶液和2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）黃綠色氣體，由此可確定該鈷氧化物中Co、O的物質(zhì)的量之比為6：7．
（6）實(shí)驗(yàn)室可以用酸性KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)液滴定草酸根離子（C₂O₄^2-），測(cè)定溶液中C₂O₄^2-的濃度，寫出此反應(yīng)的離子方程式2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+l0CO₂↑+8H₂O；KMnO₄ 標(biāo)準(zhǔn)溶液常用硫酸酸化，若用鹽酸酸化，會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏高（填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”）．

Answer 1

分析 用含鈷廢料（主要成分為Co，含有一定量的Ni、Al₂O₃、Fe、SiO₂等）制備草酸鈷晶體（CoC₂O₄•2H₂O）：粉碎后用硫酸溶解，SiO₂不與硫酸反應(yīng)，過(guò)濾得到濾液中含有CoSO₄、NiSO₄、FeSO₄、Al₂（SO₄）₃及過(guò)量的硫酸，濾渣Ⅰ為SiO₂，濾液中加入過(guò)氧化氫和CoO，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，同時(shí)調(diào)節(jié)pH，使鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，所以濾渣Ⅱ?yàn)闅溲趸�鐵、氫氧化鋁，向?yàn)V液中加入RH，Ni ²⁺，溶于有機(jī)層，為分液，向水層加入（NH₄）₂C₂O₄，得到草酸鈷晶體，據(jù)此分析解答（1）～（4）；
（5）根據(jù)原子守恒和化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算；
（6）高錳酸鉀會(huì)氧化鹽酸中的氯離子，消耗高錳酸鉀偏多，測(cè)定結(jié)果偏高．

解答 解：（1）用含鈷廢料，粉碎后用硫酸溶解，SiO₂不與硫酸反應(yīng)，濾渣Ⅰ為SiO₂，提高硫酸的濃度、提高反應(yīng)的溫度、攪拌能提高酸浸速率；
故答案為：SiO₂；提高硫酸的濃度、提高反應(yīng)的溫度、攪拌；
（2）通過(guò)操作①得到水層和有機(jī)層，則操作①為分液，分液需要的儀器有：分液漏斗、燒杯；
故答案為：分液漏斗、燒杯；
（3）H₂O₂氧化亞鐵離子生成鐵離子，離子方程式為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）加入氧化鈷的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，使鐵離子鋁離子沉淀；
故答案為：調(diào)節(jié)溶液pH；
（5）取一定量鈷的氧化物，用280mL 5mol/L鹽酸恰好完全溶解，則n（Cl）=0.28L×5mol/L=1.4mol，有得到CoCl₂溶液和2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）黃綠色氣體，n（Cl₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，故n（CoCl₂）=0.6mol，則n（Co原子）_總=0.6mol，
由電子守恒：Cl₂～2e^-～2Co³⁺，則n（Co³⁺）=2n（Cl₂）=0.2mol，
所以固體中的n（Co²⁺）=0.6mol-0.2mol=0.4mol，
根據(jù)化合價(jià)為0，氧化物中n（O）=（0.2mol×3+0.4mol×2）÷2=0.7mol，
故該鈷氧化物中n（Co）：n（O）=0.6mol：0.7mol=6：7；
故答案為：6：7；
（6）用酸性KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)液滴定草酸根離子（C₂O₄^2-），發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+l0CO₂↑+8H₂O，KMnO₄ 標(biāo)準(zhǔn)溶液常用硫酸酸化，若用鹽酸酸化，高錳酸鉀會(huì)氧化鹽酸中的氯離子，消耗高錳酸鉀偏多，測(cè)定結(jié)果偏高；
故答案為：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+l0CO₂↑+8H₂O；偏高．

點(diǎn)評(píng) 本題物質(zhì)制備的工藝流程，理解工藝流程圖、明確實(shí)驗(yàn)操作與設(shè)計(jì)及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．