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钴 (Cobalt)

1. 基本信息

• 元素符号: Co

• 原子序数: 27

• 原子量: 58.933

• 位置: 位于元素周期表第四周期，第VIII族（第9族）。

• 电子构型: [Ar] 3d⁷ 4s²

2. 原子结构

• 过渡金属: 具有部分填充的3d轨道。

• 磁性: 具有铁磁性，是重要的永磁材料（如钐钴磁体）成分。

• 多种氧化态: 常见氧化态为+2和+3，其中+2态最稳定。

3. 物理性质

• 外观: 坚硬的银白色金属，略带淡蓝色调。

• 密度: 8.90 g/cm³。

• 熔点和沸点: 熔点1495°C，沸点2927°C。

• 其他特性: 硬度高，具有良好的延展性和机械性能。

4. 化学性质

• 空气反应: 常温下在空气中稳定，加热时被氧化生成氧化钴（Co₃O₄）。

• 酸反应: 缓慢溶于稀盐酸和硫酸，生成二价钴盐（粉红色溶液）。

• 配合物: 能形成丰富多样的配位化合物，其水合离子颜色多变（如 Co(H₂O)₆²⁺ 呈粉红色，CoCl₄²⁻ 呈蓝色）。

• 特征反应: Co³+ 在水溶液中是强氧化剂，不稳定。

5. 存在与制备

• 自然界存在: 在地壳中含量较低，常与镍、铜等金属伴生。

• 主要矿物: 辉钴矿（CoAsS）、钴土矿（含钴的锰氧化物）、砷钴矿（CoAs₂）。

• 工业制法:

  1. 火法冶炼: 从铜、镍冶炼的副产品中提取钴的硫化物或合金。

  2. 湿法冶金: 通过浸出、净化和电解等步骤，从精矿或中间产物中生产高纯度金属钴。