Question

【題目】CoCl26H2O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CoCl26H2O的工藝流程如圖1：
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：0.01mol/L）

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Co（OH）2	Al（OH）3	Mn（OH）2
開(kāi)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

③CoCl26H2O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）“加Na2CO3調(diào)pH至a”，過(guò)濾所得到的沉淀成分為 ．
（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CoCl26H2O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2．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）為測(cè)定粗產(chǎn)品中CoCl26H2O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CoCl26H2O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；ClO3﹣+5Cl﹣+6H+=3Cl2↑+3H2O
（3）Fe（OH）3、Al（OH）3
（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）除去溶液中的Mn2+；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】解：（1）向水鈷礦[主要成分為Co2O3、Co（OH）3 ， 還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]，加入鹽酸和亞硫酸鈉，浸出液含有的陽(yáng)離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等，所以Co2O3和亞硫酸鈉在酸性條件下發(fā)生氧化還原，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，所以答案是：Co2O3+SO32﹣+4H+=2Co2++SO42﹣+2H2O； （2）NaClO3的作用是將Fe2+氧化成Fe3+ ， 其反應(yīng)的離子方程式為：ClO3﹣+6Fe2++6H+=Cl﹣+6Fe3++3H2O；在酸性條件下，NaClO3與氯離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣，其反應(yīng)的離子方程式為：ClO3﹣+5Cl﹣+6H+=3Cl2↑+3H2O；所以答案是：ClO3﹣+6Fe2++6H+=Cl﹣+6Fe3++3H2O；ClO3﹣+5Cl﹣+6H+=3Cl2↑+3H2O；（3）NaClO3的作用是將Fe2+氧化成Fe3+ ， 加Na2CO3調(diào)pH至a，鋁離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳，水解的離子方程式為：2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑；鐵離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鐵和二氧化碳，水解的離子方程式為：2Fe3++3CO32﹣+3H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑，所以沉淀成分為：Fe（OH）3、Al（OH）3 ， 所以答案是：Fe（OH）3、Al（OH）3；（4）利用從溶液中制取固體的方法制取氯化鈷固體，其操作步驟為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過(guò)濾；根據(jù)題意知，CoCl26H2O常溫下穩(wěn)定無(wú)毒，加熱至110～120℃時(shí)，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CoCl26H2O需減壓烘干，所以答案是：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解；（5）根據(jù)流程圖可知，此時(shí)溶液中存在Mn2+、Co2+金屬離子；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Mn2+完全沉淀，并防止Co2+轉(zhuǎn)化為Co（OH）2沉淀，所以答案是：除去溶液中的Mn2+；B； （6）根據(jù)CoCl26H2O的組成分析，造成產(chǎn)品中CoCl26H2O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， 所以答案是：粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結(jié)晶水．