金属钴(Co)在国防工业中有重要应用。某矿石中含钴的氧化物(CoO、Co2O3)研究人员在实验室用硫酸酸浸的方法提取钴元素,并探究最佳提取条件
(1)写出下列化合物中Co元素的化合价:CoO ,Co2O3 。
(2)酸浸时钴的氧化物发生如下反应:
反应I CoO+H2SO4═CoSO4+H2O
反应Ⅱ2Co2O3+4H2SO4═4CoSO4+O2↑+4H2O
反应ⅢCo2O3+2H2SO4+Na2SO3═2CoSO4+2H2O+Na2SO4
①反应后溶液中含钴元素的微粒是 (填化学符号)
②已知反应前矿石中CoO的质量为ag,Co2O3的质量为bg,则理论上可以生成CoSO4 g(用含a、b的式子表示)
(3)为探究最佳提取条件,将矿石在一定条件下酸浸4小时,测量钴元素的浸出率部分数据如下:
编号 |
矿石用量(g) |
硫酸用量(g) |
Na2SO3用量(g) |
温度(℃) |
钴元素浸出率(%) |
1 |
85.71 |
12.62 |
0 |
85 |
56.39 |
2 |
85.71 |
6.31 |
0 |
85 |
49.98 |
3 |
85.71 |
6.31 |
0 |
65 |
43.33 |
4 |
85.71 |
6.31 |
0.43 |
65 |
73.95 |
5 |
85.71 |
6.31 |
0.86 |
65 |
74.77 |
①本实验研究了哪些因素对钴元素浸出率的影响 ;
②根据上表数据,其他条件不变,温度升高,钴元素的浸出率 ;
③工业生产中采用实验 (填编号)的提取条件更合理。