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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、...

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:

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已知:①浸出液中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:0.01mol/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Co2O3发生反应的离子方程式______________。

(2)写出NaClO3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”,过滤所得到的两种沉淀的化学式为           

(4)制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是__________________。

(5)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________________。

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

(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)

 

(1)Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O (2)ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O (3)Fe(OH)3 Al(OH)3 (4)降低烘干温度,防止产品分解 (5)除去溶液中的Mn2+ B(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 【解析】 试题分析:(1)Co2O3被亚硫酸根离子还原正2价的钴,亚硫酸根离子被氧化为硫酸根离子,其中Co2O3中的氧与盐酸中的氢离子结合为水。(2)加入氯酸钠的作用就是将二价铁离子氧化为三价铁离子,继而通过调节PH将三价铁除去,所以反应的离子方程式为:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O,氯酸钠将二价铁离子氧化为三价铁离子,自身被还原为负一价的氯,而氯酸钠中的氧与盐酸提供的氢离子结合形成水。因为溶液中加入有盐酸,自然有氯离子存在,如果氯酸钠加入过量的话,过量的氯酸根离子会与氯离子歧化为氯气。离子方程式为:ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O,而氯气有毒。(3)由图表可知可以通过调节PH形成沉淀除去铝离子与三价铁离子,而锰离子的沉淀范围与二价钴离子过于接近,所以二价锰离子不可以通过调节PH除去。形成两种沉淀的化学式为Fe(OH)3 Al(OH)3。 (4)降低烘干温度,防止温度过高而使产品失去结晶水分解。(5)除去溶液中的锰离子采取的方法进行,而PH最佳范围的选择应该注意既要使得锰离子有一个较高的萃取率,也要注意使尽量少的钴离子被萃取,所以PH的范围选择B。(6)粗产品中可能含有可溶性的氯化物,也可能是因为6水合氯化钴失去了部分结晶水,使得最后推算出的六水合氯化钴的含量高于实际的含量导致算出的质量分数高于100%。 考点:重点放在对于工艺流程的考查,涉及到离子方程式的书写,通过调节PH形成沉淀的考查等内容。  
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