Question

某钴矿石的主要成分为Co₂O₃，同时含有少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO、MgO、CaO等杂质。用该种钴矿石制取CoC₂O₄·2H₂O的工艺流程如下：

①浸出液中含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺等；

②部分阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表：

（1）写出两条提高浸出速率所采取的措施_______、________。

（2）浸出过程中加入Na₂SO₃的主要目的是___________。

（3）沉淀1的成分是___________(写化学式)。

（4）在C1O₃^-和Co³⁺中，氧化性最强的是_____________。

（5）浸出液中加入NaC1O₃所发生反应的离子方程式为_________。

（6）滤液II中加入萃取剂的作用是__________。

（7）“操作X”包括______和_____________。

（8）“除钙、镁”是将溶液中Ca²⁺与Mg²⁺转化为MgF₂、CaF₂沉淀。当加入过量NaF后，所得滤液中c(Mg²⁺):c(Ca²⁺)= 0.67，则Ksp(MgF₂)=_________(已知Ksp(CaF₂)=1.10×10^-10)。

Answer

将钴矿粉碎成细小颗粒 加热或不断搅拌 把Co3＋还原成Co2＋ Fe(OH)3、Al(OH)3 Co3＋ ClO3－＋6Fe2＋＋6H＋＝6Fe3＋＋Cl－＋3H2O 除去Mn2+ 洗涤 干燥 7.37×10－11

【解析】（1）提高浸出速率所采取的措施有：将钴矿粉碎成细小颗粒或加热或不断搅拌，A错误；（2）亚硫酸钠具有还原性，能还原氧化性离子Fe3+、Co3+，所以浸出过程中加入Na2SO3的目的是将Fe3+、Co3+还原，还原为Fe2+、Co2+；（3）根据表中数据可知pH＝5.2时铝离子和铁离子完全沉淀，则沉淀1的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3。（4）浸出液中加入氯酸钠氧化亚铁离子，但仍然存在Co2+，所以在C1O3-和Co3+中，氧化性最强的是Co3＋；（5）NaClO3具有氧化性，能将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+，自身被还原生成氯离子，同时生成水，离子反应方程式为ClO3－＋6Fe2＋＋6H＋＝6Fe3＋＋Cl－＋3H2O；（6）根据流程图可知滤液Ⅱ中含有二价锰离子，则滤液II中加入萃取剂的作用是除去Mn2+；（7）产生了沉淀，因此“操作X”包括过滤、洗涤和干燥；（8）“所得滤液中c(Mg2+):c(Ca2+)= 0.67，则，解得Ksp(MgF2)=7.37×10－11。

点睛：本题考查物质分离和提纯，涉及溶度积常数计算、沉淀与pH的关系、盐类水解等知识点，明确实验原理是解本题关键，知道涉及的操作方法及发生的反应，难点是溶度积常数计算。解决本类题目的基本方法和步骤为：（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。（2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。（3）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。