草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备．用水钴矿（主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等）制取COC2O4•2H2O工艺流程如下：已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、M

Question

草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备．用水钴矿（主要成分为Co₂O₃，含少量Fe₂O₃、A1₂O₃、MnO、MgO、CaO、SiO₂等）制取COC₂O₄•2H₂O工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Co（OH）2	Fe（OH）2	Mn（OH）2
完全沉淀的pH	3.7	5.2	9.2	9.6	9.8

（1）浸出过程中加入Na₂SO₃的目的是___．
（2）NaClO₃在反应中氯元素被还原为最低价，该反应的离子方程式为___
（3）加Na₂CO₃能使浸出液中某些金属离子转化成氢氧化物沉淀．试用离子方程式和必要的文字简述其原理：___
（4）滤液I“除钙、镁”是将其转化为MgF₂、CaF₂沉淀．已知Ksp（MgF₂）=7.35×10^-11、Ksp（CaF₂）=1.05×10^-10，当加入过量NaF后，所得滤液 (c(Mg2+))/(c(Ca2+))=___．
（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图1所示，在滤液II中适宜萃取的pH为___左右．
（6）已知：NH₃•H₂O⇌NH₄⁺+OH^-   K_b=1.8×10^-5；
H₂C₂O₄⇌H⁺+HC₂O₄^-  K_a1=5.4×10^-2；HC₂O₄^-⇌H+C₂O₄^2-  K_a2=5.4×10^-5
a．1    b．2    c．3    d．4
则该流程中所用（NH₄）₂C₂O₄溶液的pH___7（填“>”或“<”或“=”）
（7）CoC₂O₄•2H₂O热分解质量变化过程如图2所示（其中600℃以前是隔绝空气加热，600℃以后是在空气中加热）；A、B、C均为纯净物；C点所示产物的化学式是___

Answer 1

（1）亚硫酸钠具有还原性，能还原氧化性离子Fe³⁺、Co³⁺，所以浸出过程中加入Na₂SO₃的目的是将Fe³⁺、Co³⁺还原，还原为Fe²⁺、Co²⁺，
故答案为：还原Fe³⁺、Co³⁺为Fe²⁺、Co²⁺；
（2）NaClO₃具有氧化性，能将浸出液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺，自身被还原生成氯离子，同时生成水，离子反应方程式为ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，
故答案为：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
（3）Fe³⁺、Al³⁺水解导致溶液呈酸性，水解方程式为R³⁺+3H₂O⇌R（OH）₃+3H⁺，：加入的碳酸钠（或CO₃^2-）与H⁺反应，c（H⁺）降低，从而促进水解平衡向右移动，产生氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，
故答案为：加入的碳酸钠（或CO₃^2-）与H⁺反应，c（H⁺）降低，使Fe³⁺和Al³⁺（用R³⁺代替）的水解平衡R³⁺+3H₂O⇌R（OH）₃+3H⁺，向右移动，而产生氢氧化物沉淀；
（4）当加入过量NaF后，所得滤液(c(Mg2+))/(c(Ca2+))=((Ksp(MgF2))/(c2(F-)))/((Ksp(CaF2))/(c2(F-)))=(Ksp(MgF2))/(Ksp(CaF2))=(7.35×10-11)/(1.05×10-10)=0.7，
故答案为：0.7；
（5）根据流程图可知，此时溶液中存在Mn²⁺、Co²⁺金属离子；由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，可使Mn²⁺完全沉淀，并防止Co²⁺转化为Co（OH）₂沉淀，
故答案为：3.0～3.5；
（6）盐类水解，谁强显谁性，NH₃•H₂O⇌NH₄⁺+OH^- K_b=1.8×10^-5，HCO₄^-⇌H⁺+C₂O₄^2- K a2=5.4×10^-5，所以（NH₄）₂C₂O₄溶液中铵根离子水解大于草酸根离子水解，溶液呈酸性，即PH<7，
故答案为：<；
（7）由图可知，C点钴氧化物质量为8.03g，0.1molCo元素质量为5.9g，氧化物中氧元素质量为8.03g-5.9g=2.13g，则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.1mol：(2.13g)/(16g/mol)≈3：4，故C的Co氧化物为Co₃O₄，
故答案为：Co₃O₄（或CoO•Co₂O₃）．