Question

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的工艺流程如图：

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）水钴矿进行预处理时加入Na₂SO₃的主要作用是                  ．

（2）写出NaClO₃在浸出液中发生主要反应的离子方程式               ；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，a的取值范围是                ；制得的CoCl₂•6H₂O在烘干时需减压烘干的原因是                  ．

（4）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

（5）CoCl₂•6H₂O溶解度随温度升高显著增大，所得粗产品通过              方法提纯．

Answer

（1）将Fe3+、Co3+还原；

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

（3）5.2≤a≤7.6；降低烘干温度，防止产品分解；

（4）除去溶液中的Mn2+；B；

（5）重结晶．

【解析】

（1）亚硫酸钠具有还原性，能还原氧化性离子Fe3+、Co3+，所以浸出过程中加入Na2SO3的目的是将Fe3+、Co3+还原，故答案为：将Fe3+、Co3+还原；

（2）NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+，其反应的离子方程式为：ClO3﹣+6Fe2++6H+=Cl﹣+6Fe3++3H2O；在酸性条件下，NaClO3与氯离子发生氧化还原反应生成氯气，其反应的离子方程式为：ClO3﹣+5Cl﹣+6H+=3Cl2↑+3H2O；

（3）NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+，加Na2CO3调pH至a，为使铝离子沉淀完全，而钴离子不沉淀，根据表中数据可知pH值的范围是5.2≤a≤7.6，铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，水解的离子方程式为：2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑，根据题意知，CoCl2•6H2O常温下稳定无毒，加热至110～120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴，为防止其分解，制得的CoCl2•6H2O需减压烘干，

（4）根据流程图可知，此时溶液中存在Mn2+、Co2+金属离子；

由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+转化为Co（OH）2沉淀，故答案为：除去溶液中的Mn2+；B；

（5）CoCl2•6H2O溶解度随温度升高显著增大，所以从溶液中获得CoCl2•6H2O，可以用重结晶的方法，故答案为：重结晶．