Question

氯化钴(CoCl₂)工业上用作油漆干燥剂、氨气吸收剂、中性染料、干燥指示剂、陶瓷着色剂、饲料添加剂等。回答下列问题：

（1）钴元素的常见化合价与铁元素相同。往CoCl₂溶液中加入NaOH溶液产生粉红色沉淀，露置于空气中一段时间后，沉淀变为棕褐色。写出沉淀由粉红色变为棕褐色反应的化学方程式为_____________________________________。

（2）将CoCl₂溶于浓盐酸中能形成[CoCl₄]^2-，溶液中存在平衡：

[Co(H₂O)₆]²⁺+4Cl^-[CoCl₄]^2-+6H₂O

T₁℃时，将0.025mol CoCl₂·6H₂O溶于50mL 12mol/L浓盐酸中，再加水稀释至100 mL。溶液中与温度T的关系如右图所示。

① T_l ℃时，取10mL上述溶液稀释至l00mL，稀释后的溶液中c(Cl^-)______0.6mol·L^-1（填“>”“=”或“<”）。

② 由图可知，上述反应的△H______0（填“>”“=”或“<”）。

③ 根据A点数据，计算出T₁℃时上述反应的平衡常数为________（保留两位有效数字）。

（3）采用右图所示装置（Ti-Ru电极为惰性电极）电解CoCl₂溶液制取钴。Co能与强酸反应产生H₂，电解过程中，CoCl₂溶液的pH通常控制在3.9～4.2。

① Co沉积在_______（填“Ti-Ru”或“Ti”）电极上。

②若用CoSO₄溶液代替CoCl₂溶液，会使产率降低。其原因是_____________。

③从CoCl₂溶液中析出的CoCl₂• 6H₂O产品，常含有少量K⁺、Na⁺等，在化学分析中常用EDTA滴定法检测产品的纯度。

其操作为：称取3.0000gCoCl₂• 6H₂O产品溶于水配成250mL溶液，取25.00mL置于锥形瓶中加入适量硫氰化钾溶液生成[Co(SCN)₄]^2-离子，再加入丙酮形成蓝色溶液，用0.05mol • L^-lEDTA标准溶液滴定至蓝色消失，消耗24.00mL的标准溶液。.则CoCl₂• 6H₂O在产品中的质量分数是___________________。（已知：滴定原理为[Co(SCN)₄]^2-+H₂Y^2-=CoY^2-+2H⁺+4SCN^-）

Answer

4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3 ＞ ＞ 7.7×10-4 Ti OH-在阳极放电，使溶液的pH降低 0.952

【解析】（1）钴元素的常见化合价与铁元素相同。往CoCl2溶液中加入NaOH溶液产生粉红色沉淀Co(OH)2，露置于空气中一段时间后，沉淀Co(OH)2变为棕褐色Co(OH)3。则沉淀由粉红色变为棕褐色反应的化学方程式为：4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3；（2）溶液中存在平衡： [Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O，Tl ℃时，取10mL上述溶液稀释至l00mL，则平衡向逆方向移动，n(Cl-)增大，c(Cl-)>=0.6mol·L-1；② 由图可知，随着温度的升高， 变小，则反应正向移动，则正反应为吸热反应，△H>0；③ 根据A点数据，设的转化率为x，由三段式得：c(H+)==6.5mol/L，c(Co2+)==0.25mol/L；

[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O

开始时浓度/mol/L 0.25 11 0

改变的浓度/mol/L x 4x x

平衡时浓度/mol/L 0.25-x 6.5-4x x

则= =48，解得x=0.125 ，K==7.7×10-4；（3）①电解CoCl2溶液制取钴，Ti-Ru电极为惰性电极，Ti的金属性较强，不能做为阳极，而Co应该在阴极产生，故Co沉积在Ti电极上；②若用CoSO4溶液代替CoCl2溶液，OH-在阳极放电，使溶液的pH降低，会使产率降低；③根据反应为[Co(SCN)4]2-+H2Y2-=CoY2-+2H++4SCN-，CoCl2• 6H2O在产品中的质量分数是: 。

点睛：本题考查元素化合物性质的类比推断，物质分离，盐类水解应用以及氧化还原反应方程式书写等，解题的关键是找出化学反应方程式中量的关系。