Question

【題目】用含鈷廢料（主要成分為Co，含有一定量的Ni、Al203、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為有機物(難電離）

（1）濾渣I的主要成分是______（填化學(xué)式），寫出一種能提高酸浸速率的措施_______。

（2）操作① 用到的主要儀器有________________。

（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__________。

（4）加入氧化鈷的目的是__________。

（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）實驗室可以用酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定草酸根離子（C2O42-），測定溶液中C2O42-的濃度，寫出此反應(yīng)的離子方程式_________；KMnO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液常用硫酸酸化，若用鹽酸酸化，會使測定結(jié)果________（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】 SiO2 提高硫酸的濃度；提高反應(yīng)的溫度；攪拌（任寫一條即可） 分液漏斗、燒杯 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 調(diào)節(jié)溶液pH 6:7 2MnO4-＋5C2O42-＋16H+=2Mn2++l0CO2↑+8H2O 偏高

【解析】本題考查化學(xué)工藝流程，涉及化學(xué)反應(yīng)原理知識運用，（1）鈷廢料含有的成分，Co、Ni、Fe與硫酸反應(yīng)生成相應(yīng)的離子，Al2O3屬于兩性氧化物，與硫酸反應(yīng)，生成Al3＋，SiO2屬于酸性氧化物，不與硫酸反應(yīng)，因此濾渣1中主要成分是SiO2，提高酸浸速率，可以從影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素考慮，如對廢料進一步粉碎、攪拌、加熱、適當(dāng)增加硫酸的濃度等；（2）操作①得到水層和有機層，則操作①為分液，用到儀器是分液漏斗、燒杯；（3）酸浸中Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，F(xiàn)e2＋具有還原性，加入H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，發(fā)生離子反應(yīng)：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；（4）加入CoO的目的：調(diào)節(jié)pH，使Fe3＋、Ni2＋、Al3＋轉(zhuǎn)化成沉淀；（5）Co3＋把Cl－氧化成Cl2，根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，因此有n(Co3＋)=2.24×2/22.4mol=0.2mol，根據(jù)氯元素守恒，反應(yīng)后溶液中n(Cl－)= (280×10－3×5－0.2)mol=1.2mol，則溶液中n(Co2＋)=1.2/2mol=0.6mol，氧化物中n(Co2＋)=(0.6－0.2)mol=0.4mol，根據(jù)化合價代數(shù)和為0，則n(O)=0.7mol，即n(Co):n(O)=0.6:0.7=6:7；（6）利用高錳酸鉀的強氧化性，把C2O42－氧化成CO2，有MnO4－＋C2O42－＋H＋→CO2↑＋Mn2＋＋H2O，Mn的化合價由＋7價→＋2價，化合價降低5價，C2O42－中C的化合價由＋3→＋4價，化合價升高1價，C2O42－共升高2價，最小公倍數(shù)為10，即離子反應(yīng)方程式為：2MnO4－＋5C2O42－＋16H＋=2Mn2＋+l0CO2↑+8H2O，用鹽酸酸化高錳酸鉀，高錳酸鉀把鹽酸氧化成氯氣，消耗的高錳酸鉀的量增多，即所測結(jié)果偏高。