Question

（14分）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℃，加热至时，失去结晶生成无水氯化钴。

（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5.2”，过滤所得到的沉淀成分为                        ，加入萃取剂的目的是                            。

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

（5）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HNO₃酸化的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）Co2O3+SO32－+4H+=2Co2++SO42－+2H2O （2分）

（2）ClO3-+ 6Fe2++ 6H+=Cl-+ 6Fe3++ 3H2O（2分） ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O （每空2分）

（3）Fe（OH）3 Al（OH）3 （2分） 除去溶液中的Mn2+ （2分）

（4）降低烘干温度，防止产品分解（2分）

（5）粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据题给信息，向水钴矿[主要成分为Co2O3、Co（OH）3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]中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配平，反应的离子方程式为Co2O3+SO32－+4H+=2Co2++SO42－+2H2O。

（2）NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+，加入NaClO3后，发生Fe2＋失去1个电子，铁元素的化合价+2→+3，NaClO3中氯元素的化合价由+5→-1价，得6个电子，根据得失电子守恒和电荷守恒配平，反应的离子方程式为ClO3-+ 6Fe2++ 6H+=Cl-+ 6Fe3++ 3H2O；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，ClO3-与Cl－在酸性溶液中会发生归中反应，生成有毒气体氯气，根据得失电子守恒和电荷守恒配平，该反应的离子方程式为ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O。

（3）加Na2CO3调pH至5.2，铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，水解的离子方程式为：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑；铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铁和二氧化碳，水解的离子方程式为：2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑；则过滤所得到的沉淀成分为Fe（OH）3、Al（OH）3；根据流程图可知，加入萃取剂的目的是除去溶液中的Mn2+ 。

（4）因为CoCl2·6H2O熔点为86℃，加热至110—120℃时，失去结晶生成无水氯化钴，所以制得的CoCl2·6H2O在烘干时需降低烘干温度，防止产品分解。

（5）根据CoCl2•6H2O的组成分析，造成产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%的原因可能是：①含有杂质，导致氯离子含量大，②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，所以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。

考点：考查制取CoCl2·6H2O的工艺流程，氧化还原反应，铁及其化合物的性质，盐类水解的应用等知识。