9．【2018届郑州市三模】CoCO3可用作选矿剂、催化剂及伪装涂料的颜料。以含钴废渣(主要成CoO、Co2O3，
还含有Al2O3、ZnO 等杂质) 为原料制备CoCO3的一种工艺流程如下：
下表是相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0mol·L1计算)：
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金属离子 Co2 +开始沉淀的pH 7.6 3.0 5.4 沉淀完全的pH 9.4 5.0 8.0 Al3 +Zn2 +（1）写出“酸溶”时发生氧化还原反应的化学方程式_________________。
（2）“除铝”过程中需要调节溶液pH 的范围为______________，形成沉渣时发生反应的离子方程
式为_____________________。
（3）在实验室里，萃取操作用到的玻璃仪器主要有____________；上述“萃取”过程可表示为ZnSO4(水
层)+2HX(有机层)
ZnX2(有机层)+H2SO4(水层)，由有机层获取ZnSO4溶液的操作是
_________________________。
（4）“沉钴”时，Na2CO3溶液滴加过快会导致产品不纯，请解释原因_________________。 （5）在空气中煅烧CoCO3生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为2.41g，CO2 的体积为
0.672 L(标准状况)，则该钴氧化物的化学式为____________________。
【答案】 Co2O3+SO2+H2SO4=2CoSO4+H2O 5.0～5.4 2Al3+3CO32+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ 分液漏
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斗，烧杯 向有机层中加入适量的硫酸溶液充分振荡，静置，分离出水层 Na2CO3溶液滴加过快，会导致局部碱性过强而产生Co(OH)2 Co3O4
【解析】试题分析：本题以含钴废渣为原料制备CoCO3的流程为载体，考查流程的分析、方程式的书写、
物质的分离和提纯、盐类的水解和化学式的确定。
（1）“酸溶”时加入H2SO4和SO2，由于SO2具有还原性，SO2将钴废渣中+3价的Co还原为+2价，
“酸溶”时发生的非氧化还原反应为：CoO+H2SO4=CoSO4+H2O、Al2O3+3H2SO4=Al（2SO4）3+3H2O、ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O，发生的氧化还原反应为Co2O3+SO2+H2SO4=2CoSO4+H2O。
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（2）“除铝”过程中Al3完全沉淀，其它金属阳离子不形成沉淀，根据Co2、Al3、Zn2开始沉淀和沉
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淀完全的pH，“除铝”过程中需要调节溶液pH的范围为5.0~5.4。形成沉渣时加入的是Na2CO3，发生的是Al3与CO32的双水解反应，形成沉渣时反应的离子方程式为2Al3+3CO32+3H2O=2Al
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（OH）3↓+3CO2↑。
（4）“沉钴”时是向CoSO4溶液中加入Na2CO3溶液产生CoCO3沉淀，由于Na2CO3溶液呈碱性，若
Na2CO3溶液滴加过快会导致局部碱性过强而产生Co（OH）导致产品CoCO3中混有Co（OH）2沉淀，
2。
（5）n（CO2）==0.03mol，根据C守恒，n（CoCO3）=n（CO2）=0.03mol；根据Co守恒，
=0.04mol，n（Co）：n（O）=0.03mol：
n（Co）=0.03mol，氧化物中n（O）=
0.04mol=3:4，该钴氧化物的化学式为Co3O4。
10．【2018届河南省名校二模联考】镓是制作高性能半导体的重要原料。在工业上经常从锌矿冶炼的废渣中
回收镓。已知锌矿渣中含有Zn、Fe、Pb、Ga以及二氧化硅等，目前综合利用锌矿渣的流程如下：
已知：①Ga性质与铝相似。 ②lg2=0.3，lg3=0.48。 ③如下表所示。 Ksp Zn(OH)2 1.6×1017 -Ga(OH)3 2.7×1031 -Fe(OH)2 8×1016 -Fe(OH)3 2.8×1039 -（1）写出Ga的原子结构示意图______________________________。
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（2）滤渣1的成分为________________________。
（3）加入H2O2的目的( 用离子方程式和适当语言回答) ____________________________________。 （4）室温条件下，若浸出液中各种阳离子的浓度均为0.01mo/L且某种离子浓度小于1×105 mol/L
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即认为该离子已完全除去，问操作B调节pH的范围是________________________。
（5）操作C中，需要加入氢氧化钠溶液，其目的是_____________________ (用离子方程式解释)；能
否用氨水代替NaOH溶液，为什么? ________________________；如何检测Fe(OH)3洗涤干净? ________________________。
（6）在工业上，经常用电解NaGaO2溶液的方法生产Ga，写出阴极的电极反应方程式：
____________________________________。
【答案】
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SiO2 PbSO4 2Fe2+H2O2+2H=2Fe3+2H2O，防止生成Fe(OH)2 5.48≤pH＜.6.6
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Ga(OH)3+OH=CaO2+2H2O 不能，因为NH3·H2O 为弱碱，与Ga(OH)3不反应 取最后一次洗涤的滤液，用pH试纸测试pH值，若为中性则洗涤干净 GaO2 +2H2O+3e=Ga+4OH
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（2）根据上述分析，滤渣1的成分为SiO2、PbSO4。
（3）Fe2具有还原性，H2O2将Fe2氧化成Fe3，加入H2O2的目的是：2Fe2+H2O2+2H=2Fe3+2H2O2，
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防止生成Fe（OH）2沉淀。
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（5）根据流程，操作C中加入NaOH溶液的目的是：将Ga（OH）联想Al（OH）3溶解转化为NaGaO2，
3与
NaOH的反应，反应的离子方程式为Ga（OH）3+OH=GaO2+2H2O。不能用氨水代替NaOH溶
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液，原因是：NH3·H2O为弱碱，氨水与Ga（OH）3不反应。根据流程，Fe（OH）3沉淀上吸附的离子有Na、OH、GaO2等，检验Fe（OH）3洗涤干净只要检验最后的洗涤液中不含OH即可，检验Fe（OH）3洗涤干净的操作是：取最后一次洗涤的滤液，用pH试纸测试pH值，若为中性则洗涤干净。
（6）电解NaGaO2溶液生产Ga，Ga元素的化合价由+3价降为0价，GaO2转化为Ga为还原反应，电
解时还原反应在阴极发生，阴极的电极反应式为：GaO2+3e+2H2O=Ga+4OH。
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