Question

草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用水钴矿(主要成分为Co₂O₃，含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO、MgO、CaO、SiO₂等)制取CoC₂O₄·2H₂O工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H^＋、Co^2＋、Fe^2＋、Mn^2＋、Ca^2＋、Mg^2＋、Al^3＋等；

②酸性条件下，ClO不会氧化Co^2＋，ClO转化为Cl^－；③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Co(OH)2	Fe(OH)2	Mn(OH)2
完全沉淀的pH	3.7	5.2	9.2	9.6	9.8

（1）浸出过程中加入Na₂SO₃的主要目的是________。

（2）向浸出液中加入NaClO₃的离子反应方程式：________。

（3）已知：常温下NH₃·H₂ONH₄⁺＋OH^－　K_b＝1.8×10^－5

H₂C₂O₄H^＋＋HC₂O₄^-　K_a1＝5.4×10^－2　HC₂O₄^-H^＋＋C₂O₄^2-　K_a2＝5.4×10^－5

则该流程中所用(NH₄)₂C₂O₄溶液的pH________7(填“＞”或“＜”或“＝”)。

（4）加入(NH₄)₂C₂O₄ 溶液后析出晶体，再过滤、洗涤，洗涤时可选用的试剂有：________。

A．蒸馏水      B．自来水

C．饱和的(NH₄)₂C₂O₄溶液      D．稀盐酸

（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图，萃取剂的作用是________；其使用的适宜pH范围是________。

A．2.0～2.5      B．3.0～3.5         C．4.0～4.5

Answer

将Co3＋、Fe3＋还原为Co2＋、Fe2＋ ClO＋6Fe2＋ ＋ 6H＋=== Cl－＋6Fe3＋＋3H2O ＜ A 除去溶液中的Mn2＋ B

【解析】

含钴废料中加入盐酸和亚硫酸钠，可得CoCl2、AlCl3、FeCl2、MgCl2、CaCl2、MnCl2混合液；浸出液中加入NaClO3，可将FeCl2氧化为FeCl3，加入Na2CO3调溶液pH至5.2，由表格信息可知，AlCl3、FeCl3转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀而被除去；过滤后所得滤液I主要含有CoCl2、MgCl2、CaCl2、MnCl2，向溶液中加入NaF溶液，目的是除去钙、镁离子；过滤得到的滤液II中加入萃取剂除去溶液中的Mn2＋，萃取后，萃取余液中加入草酸铵，过滤得到草酸钴晶体。

（1）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+还原为Fe2+、Co2+。（2）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。（3）依据盐类水解可知，盐溶液的酸碱性取决于酸碱的强弱，谁强显谁性，由电离常数NH3•H2O⇌NH4++OH- Kb=1.8×10-5，HCO4-⇌H++C2O42- Ka2=5.4×10-5可知，（NH4）2C2O4溶液中铵根离子水解大于草酸根离子水解，溶液呈酸性，即PH＜7。（4）为洗涤晶体附着的离子，同时不引入新的杂质离子，过滤获得晶体洗涤时，可直接选用蒸馏水洗涤。（5）滤液中加入萃取剂的作用是除去锰离子；pH=2与pH=3时Co2+的萃取率变化不大，但pH=3时Mn的萃取率增大很多，而pH=5时，Co2+的萃取率比较大，损失严重，故pH=3时最佳。