微专题18 金属及其化合物制备流程（Co）钴:元素符号Co，原子序数27，原子量58.93，外围电子排布3d74s2，位于第四周期Ⅷ族主要氧化数+1、+3、+4一、物理性质：金属，硬而有延展性，具有铁磁性，密度8.9克/厘米3，熔点1495℃，沸点2870℃二、化学性质：常温下不跟空气，水反应白热时燃烧生成四氧化三钴，也能分解水蒸气能跟卤素直接化合能溶解于盐酸、硫酸和硝酸中能被氢氟酸，氨水和氢氧化钠溶液缓慢侵蚀三、用途：用于制超硬耐热合金、磁性合金和切削工具用合金同位素60Co是一种放射源，用于医疗、科研和生产中1735年瑞典人布朗特煅烧钻矿得到钴主要钴矿有辉钴矿、砷钴矿先将钴矿转化为氧化钴，然后用铝还原制取钴四、钴的提取工艺自然界中的钴矿很少单独存在，主要伴生于镍矿、铜矿、黄铁矿和砷矿床中，而且含量较少，提取起来相对比较困难钴矿资源主要有镍钴硫化矿和氧化矿，铜钴矿，砷钴矿，含钴黄铁矿四种类型钴冶炼特点表现为原料品位低，提取流程长，提取方法多1．从镍、铜硫的吹炼渣中提钴：含钴吹炼渣在鼓风炉或电炉中经还原硫化熔炼，获得钴合金或钴锍经磁选富集后加压酸浸，使钴进入溶液溶液经净化后加入草酸使钴生产草酸钴沉淀，草酸钴经煅烧即可产出精制氧化钴产品。
2．从镍精炼净化渣中提钴：镍电解精炼过程中阳极液净化产出的钴渣是重要的提钴原料钴渣经还原硫酸浸出使钴呈硫酸钴进入溶液，溶液用黄钠铁矾法除铁，萃取法除铜，锌，锰等杂质和镍钴分离获得纯净的氯化钴溶液，籍此可生产氧化钴产品，或经电积获取金属钴产品3．从含钴黄铁矿中提取钴：含钴黄铁矿经浮选可产出含钴0.3%～05%的钴硫精矿钴硫精矿经硫酸化焙烧，使精矿中的钴，镍，铜等有价元素转变为可溶性的硫酸盐焙砂用水浸或酸浸使钴，镍，铜等转入溶液浸出液经净化除杂除去铁，铜，锌，锰等杂质，再经镍钴分离得到纯净的钴溶液，电积生产金属钴4．从砷钴矿提取钴：砷钴矿经焙烧或熔炼使砷以As2O3挥发脱除，得到焙砂或钴锍经酸浸使钴进入溶液，溶液经除铁，砷和铜，锌，锰等杂质后进入镍钴分离净化后的钴溶液再根据市场需要生产金属钴或氧化钴产品钴大多伴生在其他矿物中而且成分复杂，因此钴的冶炼方法繁多，流程复杂钴的冶炼一般分成三个步骤:一是把钴从矿石中转入溶液，或制成粗钴合金或钴锍，再转入溶液；二是除杂净化；三是提取金属钴的冶炼工艺大体上可分为4大类：高温熔炼富集后湿法提取钴，硫酸化焙烧后浸出提出钴，还原焙烧氨浸法和加压浸出法专题精练】1．(2021年河北省第七模拟)钴酸锂电池的正极材料含有钴酸锂()、导电剂乙炔黑、铝箔及少量铁，通过如图工艺流程可回收铝、钴、锂。
回答下列问题：(1)钴酸锂电池放电时负极反应式为，拆解废旧电池前进行放电处理，既可保证安全又有利于回收锂有利于回收锂的原因是___________2)“酸浸”时、元素的浸出率随温度的变化如图所示：“酸浸”的适宜温度是___________，该过程有多个反应，钴酸锂发生的主要反应的离子方程式为___________3)“调pH除杂”的目的是使沉淀完全[]，则常温下应控制___________[已知：的为]4)沉锂过程要对所得滤渣进行洗涤，检验沉淀是否洗净的操作为___________5)沉钴的化学方程式为___________将溶液沉钴所得晶体配成溶液，经过一系列处理后通过滴定实验测得消耗碘标准溶液，则沉钴过程中的产率为___________已知：在“一系列处理”过程中二价钴被碘氧化成三价钴)2．(2021届滨州市高三上学期期末)从砷盐净化渣(主要成分为、、、、和)中回收有利用价值金属的工艺流程如下，回答下列问题：(1)在“选择浸”之前，将砷盐净化渣进行粉碎的目的是_________.(2)其他条件不变时，和的浸出率随变化如图所示，则“选择浸”过程中，最好控制溶液的_________.从“浸液”中制备时需要结晶、过滤、洗涤、烘干，烘干操作需在减压低温条件下进行的原因是_______________.(3)“氧化浸出”时，发生的反应有，另外还有______________.(4)循环利用的物质M为____________(填名称).(5)草酸钴是制备各种钴氧化物和钴粉的重要原料，广泛应用于磁性材料、电极材料及超硬材料等领域.草酸钴在惰性气氛中的热重分析图谱表明，350—420℃之间的失重率达59.9%，则该温度范围内草酸钴分解的化学方程式为______________.3．(2021年河北省第八模拟)草酸钴是一种重要的化工材料，广泛应用于有机合成。
一种以铜钴矿粉(主要成分为，还含一定量)为原料，生产草酸钴晶体()的工艺流程如下：已知：①“浸出”液含有的离子主要有、、、、；②草酸钴晶体难溶于水回答下列问题：(1)“浸出”时常采取分批加入细菌浸取液并搅拌的措施，其目的是____________________2)“萃取”步骤中萃取除去的主要金属阳离子是______在实验室中进行萃取分液时需要使用的玻璃仪器主要有____________________3)“氧化”过程中发生的主要反应的离子方程式为____________________氧化”时温度常控制在70℃左右，温度不宜过高也不宜过低的原因为____________________4)“过滤”后的滤液中加入溶液反应得到草酸钴晶体，过滤得到的草酸钴晶体需要洗涤，实验室中洗涤该晶体的方法为____________________5)在空气中加热一定质量的固体样品时，其固体失重率数据见下表，请补充完整表中问题已知：①在空气中加热至300℃及以上时，所得固体产物为钴氧化物，气体产物为序号温度范围/℃发生反应的化学方程式固体失重率Ⅰ120～22019.67%Ⅱ300～350___________________________________56.12%4．(2021届佛山市高三上学期期中)氯化钴是治疗障碍性贫血药物的主要成分之一。
下面是从海绵钴(含有少量Fe、Ni)中制备氯化钴晶体的工艺流程：已知：①Co、Ni溶于盐酸均生成+2价金属阳离子；②Ni2+溶于氨水生成[Ni(NH3)6]2+离子回答下列问题：(1)为提高海绵钴的溶浸率，可以采用的措施有_______(写出一条即可)2)写出“除Ni”时发生的离子反应方程式：_______3)“沉铁”步骤中，加入H2O2时发生的离子反应为_______；加入CoO的目的是_______4)已知25℃时，若Ksp[Fe(OH)3]=1.010-38，离子浓度小于或等于1.010-5 mol/L时表示完全沉淀，则该温度下Fe3+完全沉淀时pH=_______5)操作a的实验步骤为_______6)将CoCl26H2O晶体在HCl氛围下加热，所得样品的固体残留率(100%)随温度的变化如图所示则当固体残留率为62.18%时，所得固体的化学式为_______5．(2021届汕头市高三下学期3月第一次模拟)陶瓷工业中钴系色釉具有呈色稳定、呈色强度高等优点，利用含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔、LiCoO2等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如下：(1)“滤液①”主要成分是：___________ ；“操作①”、“操作②”的分离方法是否相同___________ (填“是”或“否”)。
2)“酸溶”中 H2O2的作用是：___________ (选填“氧化剂”或“还原剂”或“既是氧化剂又是还原剂”)；若用 Na2S2O3代替 H2O2则有两种硫酸盐生成，写出 Na2S2O3在“酸溶”时发生的化学方程式：___________ 3)已知钴、锂在有机磷萃取剂中的萃取率与 pH 的关系如下图所示，则有机磷萃取时最佳 pH 为 ___________4)Co2+萃取的反应原理如下：Co2+ + 2HR(有机层)CoR2 + 2H+ ，则从有机相中分离出 CoSO4需向有机溶剂中加入以下哪种试剂 ___________(填选项)A．H2SO4 B．NaOH C．Co(OH)2 D．HR(5)“沉钴”时 Na2CO3 的滴速过快或浓度太大，都会导致产品不纯，请分析原因：___________ 6)在空气中煅烧 CoCO3生成钴的氧化物和 CO2，测得充分煅烧后固体质量为 24.1g，CO2的体积为 6.72L(标准状况)，则该钴氧化物的化学式为___________ 氯化钴】别名氯化亚钴或二氯化钴化学式CoCl2，式量129.83无水物为蓝色六方晶体，结晶水合物中由于结晶水数不同而呈不同颜色。
它们的相互转变温度及特征颜色如下： 易潮解，易溶于水、乙醇，水溶液呈粉红色密度3.356克/厘米3，熔点724℃(在氯化氢中)，沸点1049℃用作分析试剂，氨的吸收剂，还用硅胶吸湿情况的指示剂由钴跟氯气直接反应可制得硝酸钴】别名硝酸亚钴化学式Co(NO3)26H2O，式量291.03红色晶体有潮解性易溶于水和乙醇，微溶于氨水有强氧化性，与有机物摩擦和撞击能引起燃烧和爆炸55℃时熔于结晶水用作分析试剂，测定钾，用于制催化剂，蓝宝石抛光膏等由钴跟硝酸反应或由碱式碳酸钴跟硝酸反应制得氧化高钴】别名三氧化二钴，化学式Co2O3，式量165.86灰黑色结晶性粉末溶于热盐酸或热稀硫酸，分别放出氯气和氧气不溶于水和醇熔点895℃(分解)用作分析试剂，氧化剂，催化剂还用于制取钴或钴盐在空气中加热碳酸钴可制得三氧化二钴三氧化二钴】见氧化高钴条。