题目

用含钴废料（主要成分为Co，含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等）制备草酸钴晶体（CoC2O4·2H2O）的工业流程如下图．己知：①草酸钴晶体难溶于水②RH为有机物（难电离）。请回答下列问题：（1）滤渣I的主要成分是_____（填化学式）,写出一种能提高酸浸速率的措施_______。（2）操作①用到的玻璃仪器有_______________。（3）H2O2是一种绿色氧化剂，写出加入H2O2后发生反应的离子方程式:_______________。（4）加入氧化钴的目的是调节溶液的pH．若要将浸出液中Fe3+和Al3+全部沉淀，则应将浸出液的PH控制在_______。（已知：溶液中离子浓度小于1×10－5mol/L,则认为离子完全沉淀；Ni(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp分别为1×10－15， 1×10－38,1×10－32)（5）加入（NH4）2C2O4反应的离子方程式为________，过滤得到的草酸钴晶体需要用蒸馏水洗涤，检验是否洗涤干净的方法是____________。（6）加入有机萃取剂的目的是__________。实验室可以用酸性KMnO4标准液滴定草酸根离子（C2O42－）来测定溶液中C2O42－的浓度，KMnO4标准溶液常用硫酸酸化，若用盐酸酸化，会使测定结果______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）． 答案：【答案】SiO2 提高硫酸的浓度或提高反应的温度或搅拌 分液漏斗、烧杯 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 5pH<9 Co2++C2O42-+2H2O=CoC2O4·2H2O↓ 滴入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀生成则证明已洗涤干净 溶解NiR2，使之与水层分离 偏高 【解析】用含钴废料（主要成分为Co，含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等）制备草酸钴晶体（CoC2O4•2H2O）：粉碎后用硫酸溶解，SiO2不与硫酸反应，过滤得到滤液中含有CoSO4、NiSO4、FeSO4、Al2（SO4）3及过量的硫酸，滤渣Ⅰ为SiO2，滤液中加入过氧化氢和CoO，将Fe2+氧化为Fe3+，同时调节pH，使铁离子、铝离子转化为沉淀除去，所以滤渣Ⅱ为氢氧化铁、氢氧化铝，向滤液中加入RH，Ni2+，溶于有机层，为分液，向水层加入（NH4）2C2O4，得到草酸钴晶体；(1)用含钴废料，粉碎后用硫酸溶解，SiO2不与硫酸反应，滤渣Ⅰ为SiO2，提高硫酸的浓度、提高反应的温度、搅拌能提高酸浸速率；故答案为：SiO2；提高硫酸的浓度或提高反应的温度或搅拌；(2)通过操作①得到水层和有机层，则操作①为分液，分液需要的仪器有：分液漏斗、烧杯；故答案为：分液漏斗、烧杯；(3)H2O2氧化亚铁离子生成铁离子，离子方程式为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；故答案为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；(4)加入氧化钴的目的是调节溶液的pH，使铁离子沉淀，根据沉淀溶度积可知，铁离子所需的氢氧根离子浓度c1(OH-) = 2×10-11 mol/L，溶液的c1(H+) =5×10-4mol/L，则pH1-lg c1(H+)=3.3；同理可得，铁离子所需的氢氧根离子浓度c2(OH-) = 1×10-9 mol/L，溶液的c2(H+) =1×10-5mol/L，则pH2-lg c2(H+)=5；而氢氧化镍开始沉淀时所需的氢氧根离子浓度c3(OH-) < = 1×10-5 mol/L，溶液的c1(H+)> =1×10-9mol/L，则pH3<-lgc3(H+)=9，综上所述，最佳pH的范围为5pH<9，若故答案为：5pH<9；(5) 加入（NH4）2C2O4后生成CoC2O4·2H2O↓，离子方程式为：Co2++C2O42-+2H2O=CoC2O4·2H2O↓，检验晶体是否洗涤干净，只要检验是否有残留的硫酸根离子在晶体表面即可，即滴入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀生成则证明已洗涤干净，故答案为：Co2++C2O42-+2H2O=CoC2O4·2H2O↓；滴入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀生成则证明已洗涤干净；（6）根据相似相容原理可知，加入有机萃取剂可溶解NiR2，从而使之与水层分离；若用盐酸酸化，高锰酸钾会氧化盐酸中的氯离子，消耗高锰酸钾偏多，测定结果偏高；故答案为：溶解NiR2，使之与水层分离；偏高。

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