Question

利用水钴矿(主要成分为Co₂O₃，含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO、MgO、CaO等)制取草酸钴的工艺流程如下

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、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：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3	Mn(OH)2
完全沉淀的pH	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

（1）浸出过程中加入Na₂SO₃的目的是_____________。

（2）制取NaClO₃可以将氯气通入到热的浓氢氧化钠溶液，该反应的离子方程式为             ；实验需要制取10.65克NaClO₃，需要的氯气由电解食盐水生成，若不考虑反应过程中的损失，则同时生成的氢气的体积为             (标准状况)。

（3）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是_________；使用萃取剂适宜的pH是______(填选项序号)。

A．接近2.0          B．接近3.0         C．接近5.0

（4）“除钙、镁”是将溶液中Ca²⁺与Mg²⁺转化为MgF₂、CaF₂沉淀。已知Ksp(MgF₂)=7.35×10^-11、Ksp(CaF₂)=1.05×10^-10。当加入过量NaF后，所得滤液c(Mg²⁺)/ c(Ca²⁺)=________________。

（5）工业上用氨水吸收废气中的SO₂。已知NH₃·H₂O的电离平衡常数K₁ =1.8×10^-5mol·L^-1H₂SO₄的电离平衡常数K₂₌1.2×10^-2mol·L^-1，K₃ =1.3×10^-8mol·L^-1。在通入废气的过程中：

①当恰好形成正盐时，溶液中离子浓度的大小关系为                 。

②当恰好形成酸式盐时，加入少量NaOH溶液，反应的离子方程式为                  。

Answer

（1）将Co3+、Fe3+还原；（2）3Cl2+6OH－ClO3－+5Cl－+3H2O；6.72 L；（3）除去Mn2+；B；（4）0.7；（5） ①c(NH4+) >c(SO32－)>c(OH－)>c(HSO3－)>c(H+)；②HSO3－+ OH－= SO32－+ H2O；

【解析】

试题分析：（1）Na2SO3具有还原性，能够将溶液中的Co3+、Fe3+还原，故答案为：将Co3+、Fe3+还原；

（2）在氯气通入到热的浓氢氧化钠溶液反应生成NaClO3，反应的离子方程式为3Cl2+6OH－ClO3－+5Cl－+3H2O；10.65克NaClO3的物质的量为=0.1mol，需要氯气0.3mol，根据电解食盐水的方程式2NaCl+2H2O=(通电)=2NaOH+H2↑+Cl2↑，同时生成的氢气的体积为0.3mol×22.4L/mol=6.72L，故答案为：3Cl2+6OH－ClO3－+5Cl－+3H2O；6.72 L；

（3）根据流程图可知，此时溶液中存在Mn2+、Co2+金属离子，由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀，故答案为：除去溶液中的Mn2+；B；

（4）c(Mg2+)/ c(Ca2+)===0.7，故答案为：0.7；

（5） ①氨水中水的电离受到抑制，吸收二氧化硫过程中，碱性逐渐减弱，水的电离程度增强，最后生成正盐亚硫酸铵，盐类的水解促进水的电离，因此水的电离程度逐渐增大；正盐为亚硫酸铵，在亚硫酸铵溶液中，由于Kb＞Ka2，故亚硫酸根离子水解程度大于铵根离子，因此c(NH4+)＞c(SO32-)、c(OH-)＞c(H+)，故答案为：c(NH4+) >c(SO32－)>c(OH－)>c(HSO3－)>c(H+)；

②亚硫酸氢铵与NaOH溶液反应生成亚硫酸铵和水，反应的离子方程式为HSO3－+ OH－= SO32－+ H2O，故答案为：HSO3－+ OH－= SO32－+ H2O。

考点：考查了物质的分离提纯、离子浓度的大小比较、化学平衡的相关知识。