Question

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）ClO3-+ 6Fe2++ 6H+=Cl-+ 6Fe3++ 3H2O，ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O；（3）Fe（OH）3、Al（OH）3，除去溶液中的Mn2+；（4）降低烘干温度，防止产品分解；（5） 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）（1）浸出液中Co以＋2价形式存在，而Co2O3中Co以＋3价形式存在，Na2SO3中＋4价S以还原性为主，两者发生氧化还原反应，Co2O3＋SO32－→Co2＋＋SO42－，根据化合价升降配平，Co2O3中Co以＋3→＋2价化合价降低1，Co2O3整体降低2价，SO32－中＋4价→＋6价化合价升高2，最小公倍数为2，因此有Co2O3＋SO32－→2Co2＋＋SO42－，根据反应前后所带电荷数相等以及原子守恒，因此反应的离子方程式为Co2O3＋SO32－＋4H＋=2Co2＋＋SO42－＋2H2O；（2）浸出液中含有Fe2＋，ClO3－具有氧化性，能把Fe2＋氧化为Fe3＋，即Fe2＋＋ClO3－→Fe3＋＋Cl－，Fe2＋→Fe3＋化合价升高1，ClO3－中＋5→－1价化合价降低6，最小公倍数为6，因此有6Fe2＋＋ClO3－→6Fe3＋＋Cl－，浸出液呈现酸性，根据电荷守恒和原子守恒，H＋作反应物参加反应，转化成H2O，离子反应方程式为：6Fe2＋＋ClO3－＋6H＋=6Fe3＋＋Cl－＋3H3O，加入过量NaClO3，浸出液中有Cl－，在酸性条件下，两者发生氧化还原反应，即5Cl－＋ClO3－＋6H＋=3Cl2↑＋3H2O；（3）加入碳酸钠调节pH至5.2，根据表格数据，所得到的沉淀是Fe（OH）3、Al（OH）3，根据流程，还有Mn2＋没有除去，加入萃取剂的目的是除去溶液中Mn2＋；（4）CoCl2·6H2O加热至110～120℃时失去结晶生成无水氯化钴，因此烘干时要降低温度，防止产品分解；（5）质量分数大于100%，说明产品中含有可溶性的氯化物，或者失去部分结晶水。

考点：考查氧化还原反应离子方程式的书写、溶度积等知识。