Question

【題目】鈷元素由于其良好的物理化學(xué)性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。從含鈷廢料(含CoO、Co2O3、單質(zhì)Al、Li等)中制取粗CoCl2·6H2O的流程如下所示。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)步驟I中主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為______。

(2)已知Co2O3具有強(qiáng)氧化性，若步驟II中浸出劑為鹽酸，造成的后果是_______。

(3)步驟Ⅲ中①的目的是除去Al3+，寫(xiě)出該步反應(yīng)的離子方程式______。

(4)若在實(shí)驗(yàn)室煅燒CoCO3，所需的硅酸鹽質(zhì)儀器除酒精燈和玻璃棒外，還有______、______(填儀器名稱(chēng))。

(5)操作①是在HCl氛圍中進(jìn)行的，其步驟是______、_____、過(guò)濾、洗滌、干燥。洗滌過(guò)程中可以用工業(yè)酒精代替水，其優(yōu)點(diǎn)是_____。

(6)某同學(xué)用標(biāo)準(zhǔn)硝酸銀溶液滴定未知濃度的CoCl2溶液，下列可作為指示劑的是____(填選項(xiàng)，忽略亞鈷離子的顏色干擾)

A．KCl B．KSCN C．K2CrO4 D．K2S

已知幾種物質(zhì)在20℃時(shí)的顏色及Ksp值如下表

化學(xué)式	AgCl	AgSCN	Ag2S	Ag2CrO4
顏色	白色	淺黃色	黑色	紅色
Ksp	2.0×10-10	1.0×10-12	2.0×10-48	2.0×10-12

Answer 1

【答案】2Al + 2NaOH +2H2O=2NaAlO2 + 3H2↑、2Li + 2H2O=2 Li OH + H2↑ 會(huì)產(chǎn)生有毒氣體氯氣 2Al3+ + 3CO32- + 3H2O=2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ 坩堝 泥三角 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 減少晶體的溶解損失 C

【解析】

含鈷廢料(含CoO、Co2O3、單質(zhì)Al、Li)加入堿液，Al能溶于強(qiáng)堿溶液生成偏鋁酸鹽和氫氣，鋰能夠被水溶解，過(guò)濾得到鈷渣和含鋁溶液；鈷渣中加入浸出劑得到含有Co2+及微量Li+、Al3+溶液，向該溶液中加入20%碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的pH為4.5-5之間，然后加入NaF，過(guò)濾得到鋁鋰渣和濾液，濾液中加入30%碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的pH為8-8.5，得到CoCO3沉淀，煅燒碳酸鈷得到CoO，CoO與鹽酸反應(yīng)生成CoCl2，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾分離出CoCl2·6H2O結(jié)晶水合物，據(jù)此分析解答。

(1)步驟I中Al能溶于強(qiáng)堿溶液生成偏鋁酸鹽和氫氣，鋰能夠被水溶解，發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)方程式有2Al + 2NaOH +2H2O=2NaAlO2 + 3H2↑、2Li + 2H2O=2 Li OH + H2↑，故答案為：2Al + 2NaOH +2H2O=2NaAlO2 + 3H2↑、2Li + 2H2O=2 Li OH + H2↑；

(2)Co2O3具有強(qiáng)氧化性，若步驟II中浸出劑為鹽酸，鹽酸中的氯元素可能被氧化生成氯氣，污染環(huán)境，故答案為：會(huì)產(chǎn)生有毒氣體氯氣(或生成氯氣，污染環(huán)境)；

(3)步驟Ⅲ中①的目的是除去Al3+，與加入的碳酸鈉能夠發(fā)生雙水解反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為2Al3+ + 3CO32- + 3H2O=2Al(OH)3↓ + 3CO2↑，故答案為：2Al3+ + 3CO32- + 3H2O=2Al(OH)3↓ + 3CO2↑；

(4)實(shí)驗(yàn)室煅燒CoCO3需要在坩堝中進(jìn)行，所需的硅酸鹽質(zhì)儀器除酒精燈和玻璃棒外，還有坩堝、泥三角，故答案為：坩堝；泥三角；

(5)CoCl2能夠水解，生成的氯化氫容易揮發(fā)，因此操作①是需要在HCl氛圍中進(jìn)行，從CoCl2溶液中獲得CoCl2·6H2O晶體，需要經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。洗滌過(guò)程中可以用工業(yè)酒精代替水，減少晶體的溶解損失，且酒精更加容易揮發(fā)，便于晶體干燥，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；減少晶體的溶解損失；

(6)某同學(xué)用標(biāo)準(zhǔn)硝酸銀溶液滴定未知濃度的CoCl2溶液，根據(jù)幾種物質(zhì)在20℃時(shí)的顏色及Ksp值，滴定過(guò)程中需要有明顯的現(xiàn)象，應(yīng)該選用K2CrO4為指示劑，故答案為：C。