Question

【题目】CoCl2· 6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿（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浸出液含有的阳离子主要有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 mol/L):

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co (OH) 2	Al(OH)3	Mn(OH)2
开始沉淀	2.7	7.6	7.6	4.0	7.7
完全沉淀	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

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)写出浸出过程中主要发生的离子反应方程式：______________。

(2)若不慎向“浸出液”中加过量NaC1O3时，可能会生成的有害气体是_______(填化学式)。

(3)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 ________(选填下列字母）。

A. 2.0～2.5 B. 3.0～3.5 C. 4.0～4.5 D. 5.0～5.5

(4) “操作1”是________。制得的CoCl2· 6H2O需减压烘干的原因是__________。

(5)为测定粗产品中CoCl2· 6H2O的含量，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

【答案】 Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O Cl2 除去锰离子 B 蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥 降低烘干温度，防止产品分解 粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水

【解析】向水钴矿[主要成分为Co2O3、Co(OH)3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]，加入盐酸和亚硫酸钠，浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等，加入氯酸钠将亚铁离子氧化为Fe3+，然后加入Na2CO3调节pH至5.2，可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤后所得滤液经过萃取后主要含有CoCl2，最终得到CoCl26H2O晶体。

(1)向水钴矿[主要成分为Co2O3、Co(OH)3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]，加入盐酸和亚硫酸钠，浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等，所以Co2O3和亚硫酸钠在酸性条件下发生氧化还原反应，根据电荷守恒和得失电子守恒，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；

(2)NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+，若不慎向“浸出液”中加过量NaC1O3时，氯酸钠会将本身被还原生成的氯离子氧化，生成氯气，故答案为：Cl2；

(3)根据萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系图，溶液中存在Mn2+、Co2+金属离子，向“滤液”中加入萃取剂可以除去锰离子，在pH为3~4之间时，锰离子的萃取率较高，结合阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH表，可知在pH为3~3.5之间，在可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀，故选B，故答案为：除去锰离子；B；

(4) “操作1”是从溶液中获得溶质的过程，因此“操作1”的步骤为蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥。根据题意知，CoCl26H2O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CoCl26H2O需减压烘干，故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥；降低烘干温度，防止产品分解；

(5)根据CoCl26H2O的组成分析，造成产品中CoCl26H2O的质量分数大于100%的原因可能是：含有杂质，导致氯离子含量大或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，故答案为：粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水。