Question

【題目】（12分）

CoCl2·6H2O是一種飼料營養(yǎng)強(qiáng)化劑。以含鈷廢料（含少量Fe、Al等雜質(zhì)）制取CoCl2·6H2O的一種新工藝流程如下圖：

已知：

①鈷與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Co＋2HCl=CoCl2＋H2↑

②CoCl2·6H2O熔點(diǎn)86℃，易溶于水、乙醚等；常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至110~120℃時(shí)，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷。

③部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3
開始沉淀	2.3	7.5	7.6	3.4
完全沉淀	4.1	9.7	9.2	5.2

請(qǐng)回答下列問題：

（1）在上述新工藝中，用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料，其主要優(yōu)點(diǎn)為 　 。

（2）加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a，a的范圍是 ；

（3）操作Ⅰ包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作，它們是 、 和過濾。

（4）制得的CoCl2·6H2O需減壓烘干的原因是 　 。

（5）為測(cè)定產(chǎn)品中CoCl2·6H2O含量，某同學(xué)將一定量的樣品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，過濾，并將沉淀烘干后稱量其質(zhì)量。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100％，其原因可能是 （任寫1點(diǎn)）。

Answer 1

【答案】（12分）

（1）減少有毒氣體的排放，防止大氣污染；防止產(chǎn)品中混有硝酸鹽（2分,每點(diǎn)1分）

（2）5.2～7.6 （2分） （3）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（2分,各1分）

（4）降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解（2分）

（5）樣品中含有NaCl雜質(zhì)；烘干時(shí)失去了部分結(jié)晶水（2分，任寫一個(gè)）

【解析】（1）金屬和鹽酸反應(yīng)生成氯化物，和硝酸反應(yīng)生成硝酸鹽，同時(shí)生成一氧化氮，導(dǎo)致氯化物中含有硝酸鹽雜質(zhì)，且生成有毒氣體，污染環(huán)境，故答案為：減少有毒氣體的排放，防止大氣污染；

（2）廢料加入鹽酸后生成氯化物，然后加入雙氧水，二價(jià)鐵離子被雙氧水氧化生成三價(jià)鐵離子，根據(jù)沉淀的PH值表格知，當(dāng)溶液的PH值為5.2時(shí)，鐵離子和鋁離子被完全沉淀，當(dāng)溶液的PH值為7.6時(shí)，鈷離子才開始產(chǎn)生沉淀，所以要想將鐵離子、鋁離子和鈷離子分離，溶液的pH值應(yīng)該不小于5.2不大于7.6，故答案為：5.2≤a≤7.6；

（3）從溶液中制取固體的方法制取氯化鈷固體，其操作步驟是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過濾，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；

（4）根據(jù)題意知，CoCl26H2O常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至110～120℃時(shí)，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷，為防止其分解，制得的CoCl26H2O需減壓烘干，故答案為：降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解；

（5）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：1、含有雜質(zhì)，導(dǎo)致氯離子含量大，2、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，故答案為：樣品中含有NaCl雜質(zhì)(或烘干時(shí)CoCl2·6H2O失去了部分結(jié)晶水)。