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的工艺流程如下：

已知：①浸出液中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”,过滤所得到的两种沉淀的化学式为            。

（4）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

（6）为测定粗产品中CoCl₂·6H₂O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO₃溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl₂·6H₂O的质量分数大于100％，其原因可能是________________。（答一条即可）

Answer

(15分，除注明外每空2分)

（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）降低烘干温度，防止产品分解

（5）除去溶液中的Mn2+ B(1分)

（6）粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水

【解析】

试题分析：（1）向谁钴矿加入盐酸和亚硫酸钠，浸出液含有id阳离子主要有氢离子，钴离子，铁离子，锰离子，铝离子等，所以氧化钴和亚硫酸钠在酸性条件下发生氧化还原，根据电荷守恒和得失电子守恒，反应为Co2O3+SO32－+4H+=2Co2++SO42－+2H2O。（2）加入氯酸钠，会发生氯化亚铁中铁元素的化合价为+2价-+3价，失去电子，氯酸钠中氯元素的化合价由+5价—1价，得到电子，方程式为：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O， 不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，可能会生成有毒气体，说明氯酸根离子和氯离子反应生成氯气，方程式为：ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O 。（3）加入碳酸钠调节pH到5.2，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，铁离子和碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铁和二氧化碳，所以生成的沉淀为：Fe(OH)3 Al(OH)3。（4）制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是降低烘干温度，防止产品分解。（5）根据流程图可知，此时溶液中国存在锰离子和钴离子金属离子，由萃取剂对金属离子的萃取率和pH的关系可知，调节溶液的pH在3.0-3.5之间，可使锰离子完全沉淀，并防止钴离子转化为氢氧化钴沉淀。（6）根据CoCl2·6H2O的组成分析，造成产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%的原因可能是含有杂质，导致氯离子含量大，或晶体失去了部分结晶水

考点： 制备实验方案的设计，难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质