CoCl2•6H2O是一種飼料營養強化劑．一種利用水鈷礦（主要成分為Co2O3、Co（OH）3，還含少量Fe2...

問題詳情：

CoCl2•6H2O是一種飼料營養強化劑．一種利用水鈷礦（主要成分為Co2O3、Co（OH）3，還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等）製取CoCl2•6H2O的工藝流程如圖：

已知：①浸出液中含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；

②部分陽離子以*氧化物形式沉澱時溶液的pH見下表：（金屬離子濃度為：0.01mol/L）

③CoCl2•6H2O熔點為86℃，加熱至110～120℃時，失去結晶水生成無水*化鈷．

（1）寫出浸出過程中Co2O3發生反應的離子方程式　　．

（2）寫出NaClO3發生反應的主要離子方程式　　；若不慎向“浸出液”中加過量NaClO3時，可能會生成有毒氣體，寫出生成該有毒氣體的離子方程式　　．

（3）“加Na2CO3調pH至a”，過濾所得到的兩種沉澱的化學式為　　．

（4）製得的CoCl2•6H2O在烘乾時需減壓烘乾的原因是　　．

（5）萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關係如圖．向“濾液”中加入萃取劑的目的是　　；其使用的最佳pH範圍是　　．

A．2.0～2.5   B．3.0～3.5

C．4.0～4.5    D．5.0～5.5

（6）為測定粗產品中CoCl2•6H2O含量，稱取一定質量的粗產品溶於水，加入足量AgNO3溶液，過濾、洗滌，將沉澱烘乾後稱其質量．通過計算髮現粗產品中CoCl2•6H2O的質量分數大於100%，其原因可能是　　．（答一條即可）

【回答】

【考點】物質分離和提純的方法和基本*作綜合應用．

【專題】物質的分離提純和鑑別．

【分析】含鈷廢料中加入鹽*、Na2SO3，加入鹽*和Na2SO3，可得CoCl2、AlCl3、FeCl2，加入NaClO3，發生氧化還原反應可得到FeCl3，然後加入Na2CO3調pH至5.2，可得到Fe（OH）3、Al（OH）3沉澱，過濾後所得濾液主要含有CoCl2，為得到CoCl2•6H2O晶體，應控制溫度在86℃以下，加熱時要防止溫度過高而失去結晶水，可減壓烘乾，

（1）**條件下，Co2O3和SO32﹣發生氧化還原反應生成Co2+、SO42﹣；

（2）**條件下，**根離子能氧化亞鐵離子生成鐵離子，自身被還原生成*離子；

**條件下ClO3﹣和Cl﹣發生氧化還原反應生成Cl2；

（3）“加Na2CO3調pH至a”，目的是除去鐵離子、鋁離子，所以需要將鐵離子、鋁離子轉化為沉澱；

（4）CoCl2•6H2O熔點為86℃，加熱至110～120℃時，失去結晶水生成無水*化鈷；

（5）由表中資料可知，調節溶液PH在3.0～3.5之間，可使Mn2+完全沉澱，並防止Co2+轉化為Co（OH）2沉澱；

（6）根據CoCl2•6H2O的組成分析，可能是含有雜質，也可能是失去部分水．

【解答】解：含鈷廢料中加入鹽*、Na2SO3，加入鹽*和Na2SO3，可得CoCl2、AlCl3、FeCl2，加入NaClO3，發生氧化還原反應可得到FeCl3，然後加入Na2CO3調pH至5.2，可得到Fe（OH）3、Al（OH）3沉澱，過濾後所得濾液主要含有CoCl2，為得到CoCl2•6H2O晶體，應控制溫度在86℃以下，加熱時要防止溫度過高而失去結晶水，可減壓烘乾，

（1）**條件下，Co2O3和SO32﹣發生氧化還原反應生成Co2+、SO42﹣，離子方程式為Co2O3+SO32﹣+4H+=2Co2++SO42﹣+2H2O，

故*為：Co2O3+SO32﹣+4H+=2Co2++SO42﹣+2H2O；

（2）**條件下，**根離子能氧化亞鐵離子生成鐵離子，自身被還原生成*離子，離子方程式為ClO3﹣+6Fe2++6H+=Cl﹣+6Fe3++3H2O；

**條件下ClO3﹣和Cl﹣發生氧化還原反應生成Cl2，所以可能可能產生有毒氣體*氣，離子方程式為ClO3﹣+5Cl﹣+6H+=3Cl2↑+3H2O，

故*為：ClO3﹣+6Fe2++6H+=Cl﹣+6Fe3++3H2O；ClO3﹣+5Cl﹣+6H+=3Cl2↑+3H2O；

（3）“加Na2CO3調pH至a”，目的是除去鐵離子、鋁離子，所以需要將鐵離子、鋁離子轉化為沉澱，碳*根離子和鋁離子、鐵離子發生雙水解反應生成二氧化碳和*氧化物沉澱，所以這兩種沉澱的化學式為Fe（OH）3、Al（OH）3，故*為：Fe（OH）3、Al（OH）3；

（4）CoCl2•6H2O熔點為86℃，加熱至110～120℃時，失去結晶水生成無水*化鈷，所以製得的CoCl2•6H2O在烘乾時需減壓烘乾的原因是降低烘乾溫度，防止產品分解，故*為：降低烘乾溫度，防止產品分解；

（5）根據流程圖可知，此時溶液中存在Mn2+、Co2+金屬離子；

由萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關係可知，調節溶液pH在3.0～3.5之間，可使Mn2+完全沉澱，並防止Co2+轉化為Co（OH）2沉澱，

故*為：除去溶液中的Mn2+；B；

（6）根據CoCl2•6H2O的組成分析，造成產品中CoCl2•6H2O的質量分數大於100%的原因可能是：含有雜質，導致*離子含量大或結晶水化物失去部分水，導致相同質量的固體中*離子含量變大，

故*為：粗產品含有可溶**化物或晶體失去了部分結晶水．

【點評】本題通過製取CoCl2•6H2O的工藝流程考查了物質製備方案的設計，理解工藝流程圖中可能發生的反應、實驗*作與設計目的、相關物質的*質是解答本題的關鍵，試題充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力，題目難度中等．

知識點：電離平衡單元測試

題型：綜合題