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CoCl2可用于电镀,是一种性能优越的电池前驱材料,由含钴矿(Co元素主要以Co...

CoCl2可用于电镀,是一种性能优越的电池前驱材料,由含钴矿(Co元素主要以Co2O3CoO存在,还含有FeSiCuZnMnNiMgCa元素)制取氯化钴晶体的一种工艺流程如下:

已知:①焦亚硫酸钠Na2S2O5,常做食品抗氧化剂。CaF2MgF2难溶于水。

CoCl2·6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;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。

③部分金属离子形成氢氧化物的pH见下表:

 

Co3+

Fe3+

Cu2+

Co2+

Fe2+

Zn2+

Mn2+

Mg2+

开始沉淀pH

0.3

2.7

5.5

7.2

7.6

7.6

8.3

9.6

完全沉淀pH

1.1

3.2

6.6

9.2

9.6

9.2

9.3

11.1

 

 

回答下列问题:

1)操作①的名称为_________NaClO3具有氧化性,其名称为__________________

2)浸取中加入Na2S2O5的作用是___________________________

3)滤液1中加入NaClO3的作用是_______________________________________,相关的离子方程式为__________________________________________

4)加入Na2CO3溶液生成滤渣2的主要离子方程式为___________________________

5)滤渣3主要成分为________________________(写化学式)

滤液3经过多次萃取与反萃取制备CoCl2晶体

6)滤液3中加入萃取剂I,然后用稀盐酸反萃取的目的是_______________________

7)制备晶体CoCl2·6H2O,需在减压环境下烘干的原因是_________________________________

 

过滤 氯酸钠 将正三价钴还原成正二价钴 将Fe2+氧化成Fe3+,便于分离 6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O 2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑ CaF2和MgF2 分离出溶液中的Mn2+、Cu2+、Zn2+,回收利用 降低烘干温度,防止产品分解,产生有毒的无水氯化钴 【解析】 流程题先找出原料和杂质,以及制备的物质,注意题中所给信息的运用,带着问题看流程,流程题一般是杂质的处理和物质的提纯; (1)根据流程,操作①得到滤渣和滤液,即操作①为过滤;NaClO3具有氧化性,其名称为氯酸钠; (2)根据信息①,Na2S2O5常作食品抗氧化剂,即Na2S2O5为还原剂,根据含钴矿中Co存在的化合价,以及该流程制备氯化钴,因此Na2S2O5将正三价钴还原成正二价钴; (3)根据加入NaClO3后的操作,“加入Na2CO3,调节pH3.0~3.5”,其目的是让Fe3+以Fe(OH)3形式沉淀出来,除去铁元素,即加入NaClO3的目的是将Fe2+氧化成Fe3+,便于分离;反应的离子方程式为6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O; (4)Na2CO3与Fe3+发生双水解反应,其离子方程式为2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑; (5)根据题中信息①,CaF2和MgF2难溶于水,因此滤渣3的成分是CaF2和MgF2; (6)根据流程,把Fe、Si、Ca、Mg等杂质元素除去,而Cu、Zn、Mn、Ni等杂质还没除去,滤液3加入萃取剂I,得到有机层和Co2+、Ni2+,溶液,即有机层中含有Cu、Zn、Mn元素,因此加入稀盐酸反萃取的目的是分离出溶液中的Mn2+、Cu2+、Zn2+,回收利用; (7)CoCl2·6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等,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,因此减压环境下烘干的原因是降低烘干温度,防止产品分解,产生有毒的无水氯化钴。
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回答下列问题:

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步骤iv中,生成的离子方程式是______

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请回答下列问题:

操作应包括下列操作中的________填序号

A 溶解     过滤     蒸馏           分液       蒸发结晶

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步骤Ⅱ加粉末的作用是________

步骤Ⅳ加入发生反应的离子方程式为________;步骤V“过滤前需调整溶液的pH范围为________已知开始沉淀的pH,沉淀完全的pH开始沉淀的pH,沉淀完全的pHpH大于时沉淀开始溶解

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离子

开始沉淀时的pH

完全沉淀时的pH

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2:1

3:1

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6.0

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________________________________________

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