【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(標準狀況)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標準液滴定草酸根離子(C2O42-),測定溶液中C2O42-的濃度,寫出此反應(yīng)的離子方程式_________;KMnO4 標準溶液常用硫酸酸化,若用鹽酸酸化,會使測定結(jié)果________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

【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。

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