Question

【题目】钴的化合物用途广泛。一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等)制取CoCl2·6H2O粗品的工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋、Al3＋等；

②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3	Mn(OH)2
完全沉淀的pH	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。

请回答下列问题：

(1)写出“浸出”时Co2O3发生反应的离子方程式：_____________________________。

(2)加入NaClO3的作用是______________________________。

(3)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如下图所示。向“滤液II”中加入萃取剂的主要目的是___________________，使用萃取剂时最适宜的pH是_____(填字母序号)。

A．2.0～2.5 B．3.0～3.5 C5.0～5.5 D.9.5～9.8

(4)“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知某温度下，Ksp(MgF2)=7.35×10－11 ， Ksp(CaF2)=1.05×10－10 。 当加入过量NaF后，所得滤液c (Mg2＋)/c (Ca2＋)=________。

(5)制得的CoCl2·6H2O粗品经进一步提纯得到CoCl2·6H2O晶体，在烘干晶体时需采用减压烘干，其原因是___________________________________________。

Answer 1

【答案】Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O 将Fe2+氧化为Fe3+ 除去Mn2+ B 0.7 降低烘干温度，防止产品分解

【解析】

（1）Co2O3与加入的亚硫酸钠发生氧化还原反应，再根据化合价升降法进行配平；

（2）根据阳离子完全沉淀的pH值表中数据可知，Fe2+转化为Fe3+，易于调节pH沉淀除去，而NaClO3具有强氧化性，据此分析；

（3）结合工业流程易知，“滤液II”中存在锰元素，根据萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系选取适宜的pH范围；

（4）根据Ksp(MgF2)=7.35×10－11 ， Ksp(CaF2)=1.05×10－10公式推导c(Mg2＋)/c(Ca2＋)的值；

（5）结合已知信息③加热至110℃～120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴分析作答。

（1）Co2O3的化合价为+3价，而浸出液中的Co为+2价，显然其与加入的亚硫酸钠发生了氧化还原反应，其化学方程式为：Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O；

（2）NaClO3具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+，易于沉淀，则NaClO3的作用为：将Fe2+氧化为Fe3+，

故答案为：Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O；将Fe2+氧化为Fe3+；

（3）萃取前溶液中的Co2＋、Fe2＋、Ca2＋、Mg2＋、Al3＋已经被除去，还剩下Mn2＋，故萃取的目的是除去Mn2＋，最适应的pH应该是Mn2＋萃取率最高的，故B项正确，

答案选B。

（4）c (Mg2＋)/c (Ca2＋) = = = = 0.7，

故答案为：0.7；

（5）因为CoCl2·6H2O晶体加热至110℃～120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴，因此减压烘干，可以降低烘干的温度，防止产品分解，

故答案为：降低烘干温度，防止产品分解。