Question

（18分）CoCl₂·6H₂O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿（主要成分为Co₂O₃、Co（OH）₃，还含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO等）制取CoCl₂·6H₂O的工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺等；

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：（金属离子浓度为：0.01mol/L）

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Co（OH）2	Al（OH）3	Mn（OH）2
开始沉淀	2.7	7.6	7.6	4.0	7.7
完全沉淀	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

③CoCl₂·6H₂O熔点为86℃，加热至110~120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴。

（1）写出浸出过程中Co₂O₃发生反应的离子方程式______________________。

（2）写出NaClO₃发生反应的主要离子方程式_________________________；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO₃时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式_____________________。

（3）“加Na₂CO₃调pH至a”,过滤所得到的沉淀成分为                  。

（4）“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是_________、__________和过滤。制得的CoCl₂·6H₂O在烘干时需减压烘干的原因是__________________。

（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂的目的是_________；其使用的最佳pH范围是________________。

A．2.0~2.5    B．3.0~3.5

C．4.0~4.5    D．5.0~5.5

Answer

（1）Co2O3+SO32－+4H+=2Co2++SO42－+2H2O

（2）ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O,ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O

（3）Fe（OH）3 Al（OH）3

（4）蒸发（浓缩） 、冷却（结晶） 降低烘干温度，防止产品分解

（5）除去溶液中的Mn2+ B

【解析】

试题分析：（1）由流程图和“已知”信息确定Co2O3发生氧化还原反应，过程中加入了亚硫酸钠，从而确定发生反应：Co2O3+SO32－+4H+=2Co2++SO42－+2H2O；（2）ClO3-由氧化性，可以氧化溶液中的还原性离子：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O,若“浸出液”加入过量，会将溶液中的Cl-氧化产生氯气：ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O；（3）结合题给物质的产生沉淀时pH，确定过滤所得沉淀为Fe（OH）3 Al（OH）3 ；（4）当将溶液转化为晶体时的操作过程为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；根据题给的关于CoCl2·6H2O的性质，需强调温度不宜太高，防止产品分解；（5）纵观整个工艺流程，滤液中还含有Mn2+，应该除去，结合“萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系”既能除去溶液中的Mn2+，由不影响Co2+，使用的最佳pH范围为选项B.

考点：本题以物质的制取的工艺流程为背景，考查了离子方程式的书写、实验操作、物质的分离提纯。