Question

【題目】水鈷礦中除SiO2外，還有9.24%CoO、2.78%Fe2O3、0.96%MgO、0.084%CaO。從中提取鈷的主要工藝流程如下：

（1）浸出過程中，CoO溶解的離子反應方程式為___，礦渣的主要成分是___、___。

（2）請配平下列除鐵的化學方程式：

_Fe2(SO4)3+_H2O+_Na2CO3=_Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+_Na2SO4+_CO2↑

（3）除鈣、鎂過程中，逐漸加入NaF溶液，當CaF2開始沉淀時，溶液中=___。[已知Ksp(CaF2)=1.0×10-10、Ksp(MgF2)=7.4×10-11]。

（4）“操作X”是___。進行該操作的主要目的是除去沉淀中的雜質離子，檢驗雜質中的主要陰離子是否除凈的試劑是___。

（5）100t水鈷礦最多可獲得___tCoC2O44H2O產品。

Answer 1

【答案】CoO+2H+=Co2++H2O SiO2 CaSO4 3 6 6 1 5 6 0.74 洗滌、干燥 BaCl2溶液 27.0

【解析】

水鈷礦磨礦可將礦石粉碎，增大接觸面積，加快反應速率，加入稀硫酸浸取過濾，濾液中含有：CoSO4、Fe2(SO4)3、MgSO4、CaSO4，礦渣為SiO2，、CaSO4；加入碳酸鈉，除去Fe2(SO4)3，加入氟化鈉，除去鈣離子、鎂離子，過濾得的濾液主要含CoSO4，加入草酸銨，通過沉淀、過濾、洗滌、干燥得到四水合草酸鈷；

（1）氧化鈷與硫酸反應生成硫酸鈷和水；

（2）根據質量守恒定律即化學反應前后原子的種類和數目不變配平該方程式；

（3）已知Ksp(CaF2)=1.0×10-10、Ksp(MgF2)=7.4×10-11，因此逐漸加入NaF溶液過程中，先沉淀鎂離子，后沉淀鈣離子，當CaF2開始沉淀時，MgF2已經沉淀，則所得濾液；

（4）得到的沉淀要進行洗滌和干燥才能得到較純凈、干燥的物質；該沉淀吸附易溶于水的離子，根據流程圖知，加入硫酸、碳酸鈉、草酸銨的過程，溶液中引入硫酸根離子、銨根離子和鈉離子，則雜質中的主要陰離子是硫酸根離子，根據硫酸根離子的檢驗選擇試劑；

（5）根據Co元素守恒進行計算。

（1）水鈷礦中除SiO2外，還有9.24%CoO，2.78%Fe2O3，0.96%MgO、0.084%CaO，加入稀硫酸溶解的是氧化鐵、氧化鎂、氧化鈣、氧化鈷，氧化鈷溶解于硫酸反應的離子方程式為：CoO+2H+=Co2++H2O，二氧化硅不溶，生成的硫酸鈣微溶，所以殘渣為SiO2、CaSO4；

故答案為：CoO+2H+=Co2++H2O；SiO2；CaSO4；

（2）根據質量守恒定律即化學反應前后原子的種類和數目不變配平，首先根據Fe守恒，右邊6個Fe，所以給Fe2(SO4)3前配3，在根據S守恒，給Na2SO4前配9-4=5，再根據Na守恒，給Na2CO3前配，最后根據C、H、O守恒配平方程式即可，所以其方程為3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑；

故答案為：3；6；6；1；5；6；

（3）已知Ksp(CaF2)=1.0×10-10、Ksp(MgF2)=7.4×10-11，因此逐漸加入NaF溶液過程中，先沉淀鎂離子，后沉淀鈣離子，當CaF2開始沉淀時，MgF2已經沉淀，則所得濾液；

故答案為：0.74；

（4）得到的沉淀要進行洗滌和干燥才能得到較純凈、干燥的物質；該沉淀吸附易溶于水的離子，根據流程圖知，加入硫酸、碳酸鈉、草酸銨的過程，溶液中引入硫酸根離子、銨根離子和鈉離子，則雜質中的主要陰離子是硫酸根離子，檢驗硫酸根離子是否除盡的試劑是BaCl2溶液，取最后一次洗滌液于試管中，向其中滴加適量的BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，說明陰離子硫酸根離子除凈，沉淀洗滌干凈；

故答案為：洗滌、干燥；BaCl2溶液；

（5）水鈷礦中有9.24%CoO，則100t水鈷礦中CoO質量=100t×9.24%=9.24t，依據鈷元素守恒，

則可得比例式，，解得m=27.0t；

故答案為：27.0。