Question

（15分）CoCl₂·6H₂O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钻矿（主要成分为CO₂O₃、Co
（OH）₃，还含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO等）制取CoCl₂·6H₂O的工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离了主要有H⁺、CO²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺等：
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：（金属离子浓度为：0．01 mo1·L^-l）

③CoCl₂·6H₂O熔点为86℃，加热至110～120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴。
（1）写出浸出过程中Co₂O₃发生反应的离子方程式               。
（2）写出NaC1O₃发生反应的主要离子方程式        ；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO₃时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式            。
（3）“加Na₂CO₃调pH至a'’，过滤所得到的沉淀成分为____       。
（4）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂的目的是     ：其使用的最佳pH范围是____    。

A．2．0～2．5

B．3．0～3．5

C．4．0～4．5

D．5．0～5．5

（5）“操作l”中包含3个基本实验操作，它们依次是     、     和过滤。制得的CoC1₂·6H₂O在烘干时需减压烘干的原因是           。
（6）为测定粗产品中CoCl₂·6H₂O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO₃溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl₂·6H₂O的质量分数大于100%，其原因可能是                 。（答一条即可）

Answer 1

27.（15分）（1）Co₂O₃+SO₃^2－+4H⁺=2Co²⁺+SO₄^2－+2H₂O    （2分）
（2）ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O（2分）    ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O（2分）
（3）Fe(OH)₃  Al(OH)₃    （2分）
(4)除去溶液中的Mn²⁺ （1分）         B （1分）
（5）蒸发(浓缩)、冷却(结晶) （2分） 降低烘干温度，防止产品分解（1分）
（6）粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水    （2分）

试题分析：（1）亚硫酸钠常作为还原剂，水钻矿中的C_O2O₃需转化成Co²⁺，故C_O2O₃在酸性条件下和亚硫酸根离子发生氧化还原反应，故为：Co₂O₃+SO₃^2－+4H⁺=2Co²⁺+SO₄^2－+2H₂O；（2）浸出液Fe²⁺，需将亚铁离子氧化为铁离子，再通过调节pH而除去，故氯酸钠的作用是将亚铁离子氧化为铁离子，故为：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O；氯酸根离子和氯离子在酸性条件下会生成氯气；（3）调节pH目的是除去杂质，根据表格信息和流程图可知，通过调节pH除去铁离子和铝离子，故沉淀为氢氧化铁和氢氧化铝；（4）通过分析流程图可知还需要除去Mn²⁺，根据题目信息可知，加入萃取剂的目的就是除去锰离子；由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，可使Mn²⁺完全沉淀，并防止Co²⁺转化为Co（OH）₂沉淀；（5）由溶液得到结晶水合物的基本操作为蒸发浓缩、冷却结晶；减压烘干的目的是防止水合物分解；（6）根据CoCl₂?6H₂O的组成分析，造成产品中CoCl₂?6H₂O的质量分数大于100%的原因可能是：1、含有杂质，导致氯离子含量大，2、结晶水化物失去部分水，导致相同质量的固体中氯离子含量变大。