氧化钴（Co2O3）粉体材料在工业、电子、电讯等领域都有着广阔的应用前景。某铜钴矿石主要含有CoO（OH）、CoCO3、Cu2（OH）2CO3和SiO2，其中还含有一定量的Fe2O3、MgO和CaO等。由该矿石制备Co2O3的部分工艺过程如下：
Ⅰ．将粉碎的矿石用过量的稀H2SO4和Na2SO3溶液浸泡。
Ⅱ．浸出液除去含铜的化合物后，向溶液中先加入NaClO3溶液，再加入一定浓度的Na2CO3溶液，过滤，分离除去沉淀a[主要成分是Na2Fe6（SO4）4（OH）12]。
Ⅲ．向上述滤液中加入足量NaF溶液，过滤，分离除去沉淀b。
Ⅳ．Ⅲ中滤液加入浓Na2CO3溶液，获得CoCO3沉淀。
Ⅴ．将CoCO3溶解在盐酸中，再加入（NH4）2C2O4溶液，产生 CoC2O4•2H2O沉淀。分离出沉淀，将其在400℃～600℃煅烧，即得到Co2O3。
请回答：
（1）Ⅰ中，稀硫酸溶解CoCO3的化学方程式是 CoCO3+H2SO4═CoSO4+CO2↑+H2OCoCO3+H2SO4═CoSO4+CO2↑+H2O，加入Na2SO3溶液的主要作用是 将Co3+还原为Co2+（或作还原剂）将Co3+还原为Co2+（或作还原剂）。
（2）根据图1、图2分析：
①矿石粉末浸泡的适宜条件应是 温度：65℃-75℃、pH：0.5-1.5温度：65℃-75℃、pH：0.5-1.5。
②图2中铜、钴浸出率下降的可能原因是 pH升高后溶液中c（H+）浓度下降，使得溶解CoO（OH）、CoCO3、Cu2（OH）2CO3的能力下降pH升高后溶液中c（H+）浓度下降，使得溶解CoO（OH）、CoCO3、Cu2（OH）2CO3的能力下降。
（3）Ⅱ中，浸出液中的金属离子与NaClO3反应的离子方程式：
ClO-3+6Fe2+6Fe2++6H+6H+═Cl-+6Fe3+6Fe3++3H2O3H2O
（4）Ⅱ中，检验铁元素完全除去的试剂是 KSCN溶液KSCN溶液，实验现象是 溶液不变红色溶液不变红色。
（5）Ⅱ、Ⅳ中，加入Na2CO3 的作用分别是 调节溶液的pH调节溶液的pH、富集Co2+（生成CoCO3沉淀）富集Co2+（生成CoCO3沉淀）。
（6）Ⅲ中，沉淀b的成分是MgF2、CaF2CaF2（填化学式）。
（7）Ⅴ中，分离出纯净的CoC2O4•2H2O的操作是 过滤、洗涤过滤、洗涤。
C
l
O
-
3
【考点】制备实验方案的设计．
【答案】CoCO3+H2SO4═CoSO4+CO2↑+H2O；将Co3+还原为Co2+（或作还原剂）；温度：65℃-75℃、pH：0.5-1.5；pH升高后溶液中c（H+）浓度下降，使得溶解CoO（OH）、CoCO3、Cu2（OH）2CO3的能力下降；6Fe2+；6H+；6Fe3+；3H2O；KSCN溶液；溶液不变红色；调节溶液的pH；富集Co2+（生成CoCO3沉淀）；CaF2；过滤、洗涤
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：39引用：3难度：0.6
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1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，检验
Fe3+已经除尽的试剂是．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则操作B是．
（5）煅烧A的反应方程式是．
（6）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
3．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.5
