题目
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。以铜钴矿石（主要成分为CoO（OH）、CoCO3、Cu2（OH）2CO3和SiO2，还有少量Fe2O3、MgO和CaO等）为原料制备氧化钴（Co2O3）的工艺流程如图所示：过量稀H2SO4-|||-和过量Na2SO3 NaClO-|||-铜钴 浸泡 → 除铜 滤液 和Na2CO3 滤液 足量NaF 滤液 浓Na2CO2 滤渣 盐酸,溶液-|||-即石 一 五 面 CoCO-|||-滤渣1 滤渣2 滤渣3 (NH4)2C2O IV-|||-Co2O CoC2O4·2H2O已知：常温下Ksp（FeS）=6.3×10-18，Ksp（CuS）=6.3×10-36，Ksp（CaF2）=5.3×10-9，Ksp（MgF2）=5.2×10-11。回答下列问题：（1）“浸泡”过程中，为提高浸出速率，可采取的措施有 ____ （填序号）。a.升高温度 b.粉碎矿石 c.通入空气进行搅拌 d.提高稀硫酸浓度（2）“浸泡”过程中，所得滤渣1中的物质是 ____ ，步骤I中NaClO3的作用是 ____ 。（3）“除铜”过程中，加入FeS固体得到更难溶的CuS，计算常温下该“除铜”反应的平衡常数K= ____ 。（4）过程Ⅲ中加入浓Na2CO3得到滤渣后又加入盐酸溶解，其目的是 ____ 。（5）CoC2O4•2H2O在空气中加热煅烧得到Co2O3的化学方程式是 ____ 。实验表明，CoC2O4•2H2O固体在空气中受热分解所得产物（CoC2O4、Co3O4、Co2O3、CoO）会因受热温度变化而不同，具体来说，一定质量的CoC2O4•2H2O固体受热温度越高，煅烧产物质量越小。已知以下四组温度可分别获得一种产物，请选择出该工艺中制备氧化钴（Co2O3）的煅烧温度 ____ （填序号）。a.250-300℃b.550-650℃c.780-820℃d.910-950℃
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。以铜钴矿石（主要成分为CoO（OH）、CoCO3、Cu2（OH）2CO3和SiO2，还有少量Fe2O3、MgO和CaO等）为原料制备氧化钴（Co2O3）的工艺流程如图所示：
已知：常温下Ksp（FeS）=6.3×10-18，Ksp（CuS）=6.3×10-36，Ksp（CaF2）=5.3×10-9，Ksp（MgF2）=5.2×10-11。
回答下列问题：
（1）“浸泡”过程中，为提高浸出速率，可采取的措施有 ____ （填序号）。
a.升高温度 b.粉碎矿石 c.通入空气进行搅拌 d.提高稀硫酸浓度
（2）“浸泡”过程中，所得滤渣1中的物质是 ____ ，步骤I中NaClO3的作用是 ____ 。
（3）“除铜”过程中，加入FeS固体得到更难溶的CuS，计算常温下该“除铜”反应的平衡常数K= ____ 。
（4）过程Ⅲ中加入浓Na2CO3得到滤渣后又加入盐酸溶解，其目的是 ____ 。
（5）CoC2O4•2H2O在空气中加热煅烧得到Co2O3的化学方程式是 ____ 。实验表明，CoC2O4•2H2O固体在空气中受热分解所得产物（CoC2O4、Co3O4、Co2O3、CoO）会因受热温度变化而不同，具体来说，一定质量的CoC2O4•2H2O固体受热温度越高，煅烧产物质量越小。已知以下四组温度可分别获得一种产物，请选择出该工艺中制备氧化钴（Co2O3）的煅烧温度 ____ （填序号）。
a.250-300℃
b.550-650℃
c.780-820℃
d.910-950℃
已知：常温下Ksp（FeS）=6.3×10-18，Ksp（CuS）=6.3×10-36，Ksp（CaF2）=5.3×10-9，Ksp（MgF2）=5.2×10-11。
回答下列问题：
（1）“浸泡”过程中，为提高浸出速率，可采取的措施有 ____ （填序号）。
a.升高温度 b.粉碎矿石 c.通入空气进行搅拌 d.提高稀硫酸浓度
（2）“浸泡”过程中，所得滤渣1中的物质是 ____ ，步骤I中NaClO3的作用是 ____ 。
（3）“除铜”过程中，加入FeS固体得到更难溶的CuS，计算常温下该“除铜”反应的平衡常数K= ____ 。
（4）过程Ⅲ中加入浓Na2CO3得到滤渣后又加入盐酸溶解，其目的是 ____ 。
（5）CoC2O4•2H2O在空气中加热煅烧得到Co2O3的化学方程式是 ____ 。实验表明，CoC2O4•2H2O固体在空气中受热分解所得产物（CoC2O4、Co3O4、Co2O3、CoO）会因受热温度变化而不同，具体来说，一定质量的CoC2O4•2H2O固体受热温度越高，煅烧产物质量越小。已知以下四组温度可分别获得一种产物，请选择出该工艺中制备氧化钴（Co2O3）的煅烧温度 ____ （填序号）。
a.250-300℃
b.550-650℃
c.780-820℃
d.910-950℃
题目解答
答案
解：（1）“浸泡”过程中可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是升温、粉碎矿石、适当增加稀硫酸浓度，
故答案为：abd；
（2）结合分析可知，“浸泡”过程中，所得滤渣1中的物质是SiO2、CaSO4，沉铜后加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，加入Na2CO3调pH，可以使Fe3+沉淀，
故答案为：SiO2、CaSO4；将Fe2+氧化为Fe3+，使Fe3+沉淀；
（3）“除铜”过程中的反应为Cu2++FeS=CuS+Fe2+，该反应的平衡常数为$\frac{c（Fe{}^{2+}）}{c（Cu{}^{2+}）}$=$\frac{c（Fe{}^{2+}）}{c（Cu{}^{2+}）}$×$\frac{c（S{}^{2-}）}{c（S{}^{2-}）}$=$\frac{K{}_{sp}（FeS）}{K{}_{sp}（CuS）}$=1.0×1018，
故答案为：1.0×1018；
（4）过程Ⅲ中加入浓Na2CO3得到滤渣后又加入盐酸溶解，其目的是富集Co2+，
故答案为：富集Co2+；
（5）由题中可知CoC2O4•2H2O在空气中高温煅烧得到Co2O3，CoC2O4中Co的化合价为+2价，生成Co2O3（Co的化合价为+3价），化合价升高，说明空气中的O2作为氧化剂参与了反应，而C2O42-具有一定还原性也被O2氧化成CO2，故产物分别为Co2O3和CO2，根据元素守恒，可推测出产物中还有H2O生成，再根据电子守恒和原子守恒法，最终可得知反应方程式为4CoC2O4•2H2O+3O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Co2O3+8CO2+8H2O，根据元素守恒可知，煅烧温度越高，物质含有的氧元素越少，对应的分解物质分别为CoC2O4、Co2O3、Co3O4、CoO，故应选择b，
故答案为：4CoC2O4•2H2O+3O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Co2O3+8CO2+8H2O；b。
故答案为：abd；
（2）结合分析可知，“浸泡”过程中，所得滤渣1中的物质是SiO2、CaSO4，沉铜后加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，加入Na2CO3调pH，可以使Fe3+沉淀，
故答案为：SiO2、CaSO4；将Fe2+氧化为Fe3+，使Fe3+沉淀；
（3）“除铜”过程中的反应为Cu2++FeS=CuS+Fe2+，该反应的平衡常数为$\frac{c（Fe{}^{2+}）}{c（Cu{}^{2+}）}$=$\frac{c（Fe{}^{2+}）}{c（Cu{}^{2+}）}$×$\frac{c（S{}^{2-}）}{c（S{}^{2-}）}$=$\frac{K{}_{sp}（FeS）}{K{}_{sp}（CuS）}$=1.0×1018，
故答案为：1.0×1018；
（4）过程Ⅲ中加入浓Na2CO3得到滤渣后又加入盐酸溶解，其目的是富集Co2+，
故答案为：富集Co2+；
（5）由题中可知CoC2O4•2H2O在空气中高温煅烧得到Co2O3，CoC2O4中Co的化合价为+2价，生成Co2O3（Co的化合价为+3价），化合价升高，说明空气中的O2作为氧化剂参与了反应，而C2O42-具有一定还原性也被O2氧化成CO2，故产物分别为Co2O3和CO2，根据元素守恒，可推测出产物中还有H2O生成，再根据电子守恒和原子守恒法，最终可得知反应方程式为4CoC2O4•2H2O+3O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Co2O3+8CO2+8H2O，根据元素守恒可知，煅烧温度越高，物质含有的氧元素越少，对应的分解物质分别为CoC2O4、Co2O3、Co3O4、CoO，故应选择b，
故答案为：4CoC2O4•2H2O+3O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Co2O3+8CO2+8H2O；b。