Question

【題目】CoCl2·6H2O是一種飼料營養(yǎng)強化劑。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浸出液含有的陽離子主要有H+、CO2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；

②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表（金屬離子濃度為0．01 mol/L）：

③CoCl2·6H2O熔點為86℃，加熱至110～120℃時，失去結(jié)晶水生成無水氯化鈷。

（1）寫出浸出過程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_______________。

（2）若不慎向“浸出液”中加過量NaClO3時，可能會生成有毒氣體，寫出生成該有毒氣體的離子方程式：_______________。

（3）“操作1”中包含3個基本實驗操作，它們依次是_____________、__________和過濾。制得的CoCl2·6H2O在烘干時需減壓烘干的原因是_____________。

（4）萃取劑對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

（注：橫坐標依次為1-6；單位：PH）

（5）為測定粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O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，過濾、洗滌，將沉淀烘干后稱其質(zhì)量。通過計算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分數(shù)大于100%，其原因可能是__________。（答一條即可）

Answer 1

【答案】Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2+3H2O 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解 除去Mn2+ B 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】

根據(jù)題意可知，本題考查制備實驗方案的設(shè)計，運用氧化還原反應(yīng)知識及物質(zhì)性質(zhì)知識分析。

(1)浸出過程中使用鹽酸酸浸,同時加入Na2SO3反應(yīng),SO32具有一定的還原性,可以還原Co3+和Fe3+得到Co2+和Fe2+,則相當于發(fā)生反應(yīng)：Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O，這是主要的反應(yīng)，

故答案為：Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O；

(2)向浸出液中加入NaClO3的目的是氧化Fe2+為Fe3+,便于后續(xù)的除雜,此時ClO3被還原為Cl,如不慎向“浸出液”中加過量NaC1O3時,在酸性條件下ClO3可能會與Cl發(fā)生反應(yīng)生成H2O和Cl2,反應(yīng)為ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2+3H2O，

故答案為：ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2+3H2O；

(3)操作1使得溶液中的Co2+析出晶體，所以具體操作步驟應(yīng)為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾， 制得的CoCl2·6H2O需減壓烘干,考慮到CoCl2·6H2O熔點為86℃，加熱至110120℃時，失去結(jié)晶水生成無水氯化鈷，所以目的是降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解，

故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解；

(4)根據(jù)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系圖分析,進行到萃取操作時溶液中主要存在Mn2+和Co2+,則萃取操作的目的是除去Mn2+，隨著pH的增大,Mn2+的萃取率增大,但與此同時Co2+,所不同的是二者起始萃取率所對應(yīng)的pH不同,選擇pH的范圍需要使得Mn2+的萃取率盡可能高,使得Co+的萃取率盡可能低,能使二者盡可能充分地分離,應(yīng)為3.04.0之間,此區(qū)間內(nèi),Mn2+的萃取率較高,雖然Co2+也有一定萃取率,但是增量不大,4.0以后Co2+的萃取率急速上升,不予考慮,3.0之前,Mn2+的萃取率較低，也不予考慮，所以符合的只有B項，

故答案為：除去Mn2+；B；

(5)為測定粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O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,過濾、洗滌,將沉淀烘干后稱其質(zhì)量,借助沉淀Cl計算粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分數(shù),粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分數(shù),通過計算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分數(shù)大于100%,從公式分析是m測增大,或者m樣減小,m測增大則是多測了Cl的量,可能是由粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物引起,m樣減小,說明粗產(chǎn)品并不是我們認為的CoCl2·6H2O,而是已經(jīng)失去了部分結(jié)晶水,而我們當成是CoCl2·6H2O去計算，而實際上樣品質(zhì)量不足以達到這么多，是偏小的，所以計算值超過了100%，

故答案為：粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物（或晶體失去了部分結(jié)晶水）。