Question

（16分）CoCl₂·6H₂O是一种饲料营养强化剂。以含钴单质废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl₂·6H₂O的一种新工艺流程如下图：

已知：

①CoCl₂·6H₂O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。

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Co（OH）2	Al（OH）3
开始沉淀	2.3	7.5	7.6	3.4
完全沉淀	4.1	9.7	9.2	5.2

请回答下列问题：

（1）钴与盐酸反应的化学方程式为                                             。

（2）流程中加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是               ；滤渣中含有的Al（OH）₃是良好的阻燃剂，其原理是                  ；加盐酸调节pH至2~3的目的是                          。

（3）操作Ⅰ包含3个基本实验操作，它们是                     和过滤。

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

（5）为测定产品中CoCl₂·6H₂O含量，某同学将119g样品溶于水形成100mL溶液，取25mL于烧杯中加入足量的AgNO₃溶液，过滤，并将沉淀烘干后称得质量为28.7g，计算产品中CoCl₂·6H₂O含量为       （已知CoCl₂·6H₂O化学式量为238，AgCl为143.5，假设杂质不与AgNO₃溶液反应，结果保留两位有效数字）

Answer

（1）Co＋2HCl=CoCl2＋H2↑（3分）

（2）5.2～7.6（2分）；Al（OH）3受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成的耐高温、稳定性好的Al2O3覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳（2分）；抑制Co2+的水解，防止在后续的操作中形成Co（OH）2杂质（2分）。

（3）蒸发浓缩、冷却结晶（2分）

（4）降低烘干温度，防止产品分解（2分）

（5）80％（或0.80）（3分）

【解析】

试题分析：（1）金属和盐酸反应生成氯化物，故钴与盐酸反应的化学方程式为Co＋2HCl=CoCl2＋H2↑；（2）废料加入盐酸后生成氯化物，然后加入双氧水，二价铁离子被双氧水氧化生成三价铁离子，根据沉淀的PH值表格知，当溶液的PH值为5.2时，铁离子和铝离子被完全沉淀，当溶液的PH值为7.6时，钴离子才开始产生沉淀，所以要想将铁离子、铝离子和钴离子分离，溶液的pH值应该不小于5.2不大于7.6，故流程中加入碳酸钠调节pH至a，a的范围为：5.2≤a≤7.6；Al（OH）3是良好的阻燃剂，其原理是Al（OH）3受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成的耐高温、稳定性好的Al2O3覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳；加盐酸调节pH至2~3的目的是抑制Co2+的水解，防止在后续的操作中形成Co（OH）2杂质；（3）从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体，其操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤；（4）根据题意知，CoCl2·6H2O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CoCl2·6H2O需减压烘干，故制得的CoCl2·6H2O需减压烘干的原因是降低烘干温度，防止产品分解；（5）为测定产品中CoCl2·6H2O含量，某同学将119g样品溶于水形成100mL溶液，取25mL于烧杯中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称得质量为28.7g，计算产品中CoCl2·6H2O含量为。

考点：化学工艺流程。