Question

【题目】水钴矿的主要成分为Co2O3，还含SiO2及少量Al2O3、Fe2O3、 CuO、MnO2等。一种利用水钴矿制取CoCl2·6H2O 的工艺流程如下：

已知： ①CoCl2·6H2O受热易失去结晶水。

②25 ℃时，设定溶液中某金属离子初始浓度为0.1 molL-1，部分沉淀的参考数据如下表(“沉淀完全”指溶液中该离子浓度≤1.0×10-5molL-1)：

沉淀	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Cu(OH)2	Mn(OH)2
开始沉淀的pH	3.4	1.5	6.3	7.0	4.7	8.1
沉淀完全时pH	4.7	2.8	8.3	9.0	6.7	10.1

回答下列问题

（1）计算25℃时Co(OH)2的Ksp =_______________。

（2）浸出工序中加入一定量的Na2SO3还原Co2O3、MnO2等，Co2O3发生反应的离子方程式为_______________________________。

（3）氧化工序要控制NaClO3用量，若不慎加入过量NaClO3，可能生成的有毒气体是______________；氧化工序主要反应的离子方程式为_______________________________。

（4）已知温度对铜、钴、铁的浸出率的影响如左下图，萃取剂A、B中pH对钴、锰离子萃取率的影响如右下图：

①浸出温度控制在50-60℃的原因是_________________________。

②应选择萃取剂_________________________（填“A”或“B”）。

（5）“系列操作”依次是____________、______________和过滤等；制得的CoCl2·6H2O需减压烘干的原因是_________________________。

Answer 1

【答案】 1.0×10-15 Co2O3+SO32-+4H+==2Co2++SO42-+2H2O Cl2 ClO3-+6Fe2++6H+==Cl-+6Fe3++3H2O 50~60℃时钴浸出率高，温度再升高时钴浸出率变化不大，且导致浸出液中含铁元素的杂质含量升高 B 蒸发浓缩 冷却结晶 降低烘干温度，防止CoCl2·6H2O分解

【解析】(1). 25℃，在含有Co2+0.1 molL-1的溶液中，当溶液的pH=7时，Co2+开始沉淀，则Co(OH)2的Ksp=c(Co2+)×c2(OH－)=0.1×(10-7)2=1.0×10-15，故答案为：1.0×10-15；

(2). 在浸出工序中加入一定量的盐酸和Na2SO3还原Co2O3，硫元素化合价升高生成SO42-，钴元素化合价降低生成Co2+，根据得失电子守恒和原子守恒，Co2O3发生反应的离子方程式为Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O，故答案为：Co2O3+SO32-+4H+==2Co2++SO42-+2H2O；

(3). 氧化工序中加入NaClO3的作用是将浸出液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，该反应的离子方程式为：ClO3－+6Fe2++6H+=Cl－+6Fe3++3H2O，若不慎加入过量NaClO3，在酸性条件下，NaClO3与溶液中的Cl－会发生氧化还原反应生成有毒的Cl2，故答案为：Cl2；ClO3－+6Fe2++6H+=Cl－+6Fe3++3H2O；

(4). ① .据图可知，50~60℃时钴的浸出率已经很高，且温度再升高时钴的浸出率变化不大，同时还会导致铁的浸出率增大，含铁元素的杂质含量升高，故答案为：50~60℃时钴浸出率高，温度再升高时钴浸出率变化不大，且导致浸出液中含铁元素的杂质含量升高；

②. 加入萃取剂的目的是除去Mn2＋，据图可知，选择萃取剂B时，Mn2＋的萃取率高而Co2+的萃取率低，所以应选择萃取剂B，故答案为：B；

(5). 从溶液中得到氯化钴晶体的系列操作步骤为：蒸发浓缩、冷却结晶和过滤，制得的CoCl2·6H2O采用减压烘干方法，可以降低烘干温度，防止CoCl2·6H2O晶体分解，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；降低烘干温度，防止CoCl26H2O分解。