Question

（2011?连云港模拟）CoCl₂?6H₂O是一种饲料营养强化剂．以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl₂?6H₂O的一种新工艺流程如图：


已知：①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co+2HCl=CoCl₂+H₂↑
②CoCl₂?6H₂O熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110～120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴．
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物

Fe（OH）3

Fe（OH）2

Co（OH）2

Al（OH）3

开始沉淀

2.3

7.5

7.6

3.4

完全沉淀

4.1

9.7

9.2

5.2

请回答下列问题：
（1）在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为

减少有毒气体的排放，防止大气污染，防止产品中混有硝酸盐

．
（2）加入过氧化氢反应的离子方程式是

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O

（3）加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是

5.2～7.6

，pH调至a后过滤，再用试剂X将滤液的pH调节至2～3，所用的试剂X为

盐酸

．
（4）操作Ⅰ包含3个基本实验操作，它们是

蒸发浓缩

、

冷却结晶

和过滤．
（5）制得的CoCl₂?6H₂O需减压烘干的原因是

降低烘干温度，防止产品分解

．
（6）在实验室中，为了从上述产品中获得纯净的CoCl₂?6H₂O，采用的方法是

将产品溶于乙醚过滤后，再蒸馏

．

Answer 1

分析：（1）金属和盐酸反应生成氯化物，和硝酸反应生成硝酸盐，同时生成一氧化氮；
（2）加入过氧化氢反应的离子方程式是过氧化氢氧化亚铁离子的反应；
（3）调节溶液的PH值，使溶液中铁离子和铝离子生成沉淀，而钴离子存在溶液中，从而将铁离子、铝离子和钴离子分开；
（4）根据从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体，从而确定操作步骤；
（5）温度高时，CoCl₂?6H₂O分解；
（6）根据CoCl₂?6H₂O的性质选取方法，CoCl₂?6H₂o熔点86℃，易溶于乙醚．

解答：解：（1）金属和盐酸反应生成氯化物，和硝酸反应生成硝酸盐，同时生成一氧化氮，导致氯化物中含有硝酸盐杂质，且生成有毒气体，污染环境，
故答案为：减少有毒气体的排放，防止大气污染；防止产品中混有硝酸盐；
（2）加入过氧化氢反应的离子方程式是过氧化氢氧化亚铁离子的反应，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）废料加入盐酸后生成氯化物，然后加入双氧水，二价铁离子被双氧水氧化生成三价铁离子，根据沉淀的PH值表格知，当溶液的PH值为5.2时，铁离子和铝离子被完全沉淀，当溶液的PH值为7.6时，钴离子才开始产生沉淀，所以要想将铁离子、铝离子和钴离子分离，溶液的pH值应该不小于5.2不大于7.6，pH调至a后过滤，再用试剂X将滤液的pH调节至2～3，所用的试剂X为盐酸；
故答案为：5.2---7.6；盐酸；
（4）从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体，其操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（5）根据题意知，CoCl₂?6H₂O常温下稳定无毒，加热至110～120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴，为防止其分解，制得的CoCl₂?6H₂O需减压烘干，
故答案为：降低烘干温度，防止产品分解；
（6）根据CoCl₂?6H₂O的性质选取方法，CoCl₂?6H₂O熔点86℃，易溶于乙醚，所以将产品溶于乙醚，过滤后再蒸馏，从而获得较纯净的CoCl₂?6H₂O，
故答案为：将产品溶于乙醚，过滤后再蒸馏；

点评：本题考查了实验方案设计中的有关知识，难度较大，比较突出的难点是：1、误差的分析不知如何寻找“题眼”；2、信息题中信息的阅读、提取有用信息然后进行加工的方法不会，从而导致做题错误较多．