Co3O4在磁性材料、电化学领域应用广泛,实验室中可以用CoCO3或CoC2O4煅烧后制得。利用钴渣【含Co(OH)3、Fe(OH)3等】制备钴氧化物的流程如图所示。

已知:Ksp[Co(OH)2]=1.6×10-15,Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8,CoCO3煅烧300℃~600℃生成Co3O4,1100℃以上生成Co2O3。
(1)“溶解还原”过程中Co(OH)3发生反应的离子方程式为 2Co(OH)3+4H++SO2-3═2Co2++SO2-4+5H2O2Co(OH)3+4H++SO2-3═2Co2++SO2-4+5H2O。
(2)“沉钴”时,不能用Na2C2O4溶液代替(NH4)C2O4溶液,原因是 草酸钠碱性过强,容易产生氢氧化钴沉淀草酸钠碱性过强,容易产生氢氧化钴沉淀。
(3)检验CoC2O4固体是否洗净的实验操作是 取最后一次的洗涤液于试管,先加盐酸酸化,在滴加氯化钡溶液,若无白色沉淀产生,则说明洗涤完全,反之则未洗涤完全取最后一次的洗涤液于试管,先加盐酸酸化,在滴加氯化钡溶液,若无白色沉淀产生,则说明洗涤完全,反之则未洗涤完全。
(4)为测定草酸钴样品中草酸钴晶体(CoC2O4⋅2H2O)的质量分数进行如下实验:
①取草酸钴(CoC2O4⋅2H2O摩尔质量为183g⋅mol-1)样品3.050g,加入100.00mL0.1000mol/L酸性KMnO4溶液,加热(该条件下Co2+不被氧化)。
②充分反应后将溶液冷却至室温,加入250mL容量瓶中,定容。
③取25.00mL溶液,用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定,消耗FeSO4溶液18.00mL。
计算样品中草酸钴晶体(CoC2O4⋅2H2O)的质量分数:CoC2O4•2H2O~C2O2-4~2CO2~2e-、FeSO4~Fe2+~Fe3+~e-、KMnO4~Mn2+~5e-,根据电子守恒有:2n(CoC2O4•2H2O)+n(FeSO4)=5n(KMnO4),即2n(CoC2O4•2H2O)+0.1000mol/L×0.018L×25025=0.1000mol/L×0.1L×5,解得n(CoC2O4•2H2O)=0.016mol,m(CoC2O4•2H2O)=0.016mol×183g/mol=2.928g,样品中草酸钴晶体(CoC2O4•2H2O)的质量分数为2.9283.050×100%=96.00%CoC2O4•2H2O~C2O2-4~2CO2~2e-、FeSO4~Fe2+~Fe3+~e-、KMnO4~Mn2+~5e-,根据电子守恒有:2n(CoC2O4•2H2O)+n(FeSO4)=5n(KMnO4),即2n(CoC2O4•2H2O)+0.1000mol/L×0.018L×25025=0.1000mol/L×0.1L×5,解得n(CoC2O4•2H2O)=0.016mol,m(CoC2O4•2H2O)=0.016mol×183g/mol=2.928g,样品中草酸钴晶体(CoC2O4•2H2O)的质量分数为2.9283.050×100%=96.00%。(写出计算过程)。
(5)以尿素为原料可获得CoCO3并制备Co3O4。已知:尿素水溶液在70℃以上能缓慢水解产生CO2-3,在pH为1~3时水解速率对生成CoCO3沉淀较为适宜。设计以CoCl2溶液、尿素粉末、盐酸为原料,制备Co3O4的实验方案:取一定体积CoCl2溶液,在CoCl2溶液中加入适量尿素,充分混合,放在70℃以上的水浴中使其充分反应,并滴加盐酸调节溶液pH为1~3,使CoCO3完全沉淀,过滤出沉淀,控制温度不高于600℃加热CoCO3制备得Co3O4在CoCl2溶液中加入适量尿素,充分混合,放在70℃以上的水浴中使其充分反应,并滴加盐酸调节溶液pH为1~3,使CoCO3完全沉淀,过滤出沉淀,控制温度不高于600℃加热CoCO3制备得Co3O4。
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【考点】制备实验方案的设计.
【答案】2Co(OH)3+4H++═2Co2+++5H2O;草酸钠碱性过强,容易产生氢氧化钴沉淀;取最后一次的洗涤液于试管,先加盐酸酸化,在滴加氯化钡溶液,若无白色沉淀产生,则说明洗涤完全,反之则未洗涤完全;CoC2O4•2H2O~C2~2CO2~2e-、FeSO4~Fe2+~Fe3+~e-、KMnO4~Mn2+~5e-,根据电子守恒有:2n(CoC2O4•2H2O)+n(FeSO4)=5n(KMnO4),即2n(CoC2O4•2H2O)+0.1000mol/L×0.018L×=0.1000mol/L×0.1L×5,解得n(CoC2O4•2H2O)=0.016mol,m(CoC2O4•2H2O)=0.016mol×183g/mol=2.928g,样品中草酸钴晶体(CoC2O4•2H2O)的质量分数为×100%=96.00%;在CoCl2溶液中加入适量尿素,充分混合,放在70℃以上的水浴中使其充分反应,并滴加盐酸调节溶液pH为1~3,使CoCO3完全沉淀,过滤出沉淀,控制温度不高于600℃加热CoCO3制备得Co3O4
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:14引用:3难度:0.5
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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
(3)根据下表数据: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
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发布:2025/1/19 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.5 -
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