Question

【题目】一种以含钴废催化剂（含Co、Fe、FeO、Fe2O3以及不溶于酸的杂质）制备氯化钴晶体与黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]的工艺如下：

已知：KMnO4的氧化性强，可以氧化HBr、HCl、Fe2+等。

（1）“氧化”“成矾”需在加热条件下进行。“氧化”时反应的离子方程式为____。实验中能否选用KMnO4溶液检验Fe2+是否完全氧化，____（填“能”或“不能”），理由是____。

（2）该条件下，若用H2O2作氧化剂，实际H2O2的用量比理论用量要多，重要原因之一是H2O2发生了分解。该条件下H2O2分解较快的原因是：① ____；②____。

（3）成矾过程中反应的离子方程式为____。检验成矾是否完全的实验操作是____。

Answer 1

【答案】6Fe2+ + ClO3- + 6H+ 6Fe3+ + Cl- + 3H2O 否 反应后的溶液中有Cl-和H+，也会使KMnO4溶液褪色 温度升高，H2O2分解速率加快 Fe2+的催化作用使H2O2分解速率加快（或答Fe3+的催化作用） 2Na+ + 6Fe3+ + 4SO42- + 6CO32- + 6H2O Na2Fe6(SO4)4(OH)12 + 6CO2 取上层清液，向其中加入KSCN溶液，若溶液不变红，则已成矾完全

【解析】

根据流程中发生的理化变化、结合物质的性质、应用化学反应原理解答问题。

(1)含钴废催化剂经“酸溶”、“过滤I”所得滤液中有FeSO4、Fe2(SO4)3等，而“过滤II”所得黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]中铁为+3价。故“氧化”是将Fe2+变成Fe3+，反应的离子方程式为6Fe2+ + ClO3- + 6H+ 6Fe3+ + Cl- + 3H2O。“氧化”后溶液中有Cl-和H+，能使KMnO4溶液褪色，故不能用KMnO4溶液检验Fe2+是否完全氧化。

(2)用H2O2氧化Fe2+时，H2O2分解较快。从影响反应速率的因素分析原因：“氧化”在加热条件下进行，温度升高，H2O2分解速率加快； Fe2+或Fe3+的催化作用使H2O2分解速率加快。

(3)“成矾”时生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]，其中Fe3+ 、SO42- 来自氧化后的溶液、Na+ 来自NaClO3和Na2CO3、OH-只能来自CO32-水解。反应的离子方程式为 2Na+ + 6Fe3+ + 4SO42- + 6CO32- + 6H2O Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓ + 6CO2↑。检验“成矾”是否完全，即检验成矾时Fe3+是否完全沉淀。实验操作是：取上层清液，向其中加入KSCN溶液，若溶液不变红，则成矾已完全。