Question

【題目】CoCl2·6H2O是一種飼料營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)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）制取CoCl2·6H2O的工藝流程如下：

已知：①浸出液含有的陽(yáng)離子主要有H+、CO2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；

②部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表(金屬離子濃度為0.01 mol/L)：

③CoCI2.6H2O熔點(diǎn)為86℃，加熱至110～120℃時(shí)，失去結(jié)晶水生成無(wú)水氯化鈷。

（1）寫(xiě)出浸出過(guò)程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： 。

（2）寫(xiě)出NaClO3發(fā)生反應(yīng)的主要離子方程式： ；若不慎向“浸出液”中加過(guò)量NaClO3時(shí)，可能會(huì)生成有毒氣體，寫(xiě)出生成該有毒氣體的離子方程式： 。

（3）惰性電極電解CoCl2溶液的陽(yáng)極電極反應(yīng)式為 。

（4）“操作1”中包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作，它們依次是 、 和過(guò)濾。制得的CoCl2·6H2O在烘干時(shí)需減壓烘干的原因是 。

（5）萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖向“濾液”中加入萃取劑的目的是 ，其使用的最佳pH范圍是 。

A．2．0～2．5	B．3．0～3．5
C．4．0～4．5	D．5．0～5．5

（6）力測(cè)定粗產(chǎn)品中CoCl2·H2O的含量，稱取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水，加入足量AgNO3溶液，過(guò)濾、洗滌，將沉淀烘干后稱其質(zhì)量。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%，其原因可能是 。（答一條即可）

Answer 1

【答案】（1）Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O。（2）ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O

（3） 2Cl--2e-=Cl2↑（4）蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解。

（5）除去錳離子 B（6）粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結(jié)晶水

【解析】試題分析：（1）向水鈷礦加入鹽酸和亞硫酸鈉，浸出液含有的陽(yáng)離子主要有氫離子，鈷離子，亞鐵離子，錳離子和鋁離子等，所以氧化鈷和亞硫酸鈉在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)電荷守恒和得失電子守恒，反應(yīng)的離子方程式為：Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O。（2）氯酸鈉的作用是將亞鐵離子氧化成鐵離子，其反應(yīng)的離子方程式為：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O..（3）電解氯化鈷溶液時(shí)陽(yáng)極是氯離子失去電子生成氯氣，電極反應(yīng)為：2Cl--2e-=Cl2↑（4）利用從溶液中制取固體的方法制取氯化鈷固體，其操作為蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾。根據(jù)題意知道氯化鈷晶體常溫下穩(wěn)定無(wú)毒，加熱到110～120℃，失去結(jié)晶水變成有毒的無(wú)水氯化鈷，為防止其分解，制得的氯化鈷晶體需減壓烘干。（5）根據(jù)流程圖分析，此時(shí)溶液中存在錳離子和鈷離子，由萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系可知，調(diào)節(jié)溶液pH在3.0-3.5之間，可使錳離子完全沉淀，丙防止鈷離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鈷沉淀。（6）根據(jù)氯化鈷晶體的組成分析，造成產(chǎn)品中氯化鈷晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%的原因可能是含有雜質(zhì)，導(dǎo)致氯離子含量大或結(jié)晶水化物失去部分水，導(dǎo)致相同質(zhì)量的固體中氯離子含量變大。