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0.01 mol/L)：

③CoCI₂.6H₂O熔点为86℃，加热至110～120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴。

（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）惰性电极电解CoCl₂溶液的阳极电极反应式为            。

（4）“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是          、        和过滤。制得的CoCl₂·6H₂O在烘干时需减压烘干的原因是                 。

（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图向“滤液”中加入萃取剂的目的是         ，其使用的最佳pH范围是      。

A． 2．0～2．5      B． 3．0～3．5  

C． 4．0～4．5      D． 5．0～5．5

（6）力测定粗产品中CoCl₂·H₂O的含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量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

（3） 2Cl--2e-=Cl2↑（4）蒸发浓缩，冷却结晶；降低烘干温度，防止产品分解。

（5）除去锰离子 B（6）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）向水钴矿加入盐酸和亚硫酸钠，浸出液含有的阳离子主要有氢离子，钴离子，亚铁离子，锰离子和铝离子等，所以氧化钴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，反应的离子方程式为：Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O。（2）氯酸钠的作用是将亚铁离子氧化成铁离子，其反应的离子方程式为：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O..（3）电解氯化钴溶液时阳极是氯离子失去电子生成氯气，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2 ↑（4）利用从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体，其操作为蒸发浓缩，冷却结晶，过滤。根据题意知道氯化钴晶体常温下稳定无毒，加热到110～120℃，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴，为防止其分解，制得的氯化钴晶体需减压烘干。（5）根据流程图分析，此时溶液中存在锰离子和钴离子，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，可使锰离子完全沉淀，丙防止钴离子转化为氢氧化钴沉淀。（6）根据氯化钴晶体的组成分析，造成产品中氯化钴晶体的质量分数大于100%的原因可能是含有杂质，导致氯离子含量大或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。

考点：制备实验方案的设计，物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用