Question

CoCl₂可用于电镀，是一种性能优越的电池前驱材料，由含钴矿(Co元素主要以Co₂O₃、CoO存在，还含有Fe、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Mg、Ca元素)制取氯化钴晶体的一种工艺流程如下：

已知：①焦亚硫酸钠Na₂S₂O₅，常做食品抗氧化剂。CaF₂、MgF₂难溶于水。

②CoCl₂·6H₂O熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110—120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。

③部分金属离子形成氢氧化物的pH见下表：

	Co^3+	Fe^3+	Cu^2+	Co^2+	Fe^2+	Zn^2+	Mn^2+	Mg^2+
开始沉淀pH	0.3	2.7	5.5	7.2	7.6	7.6	8.3	9.6
完全沉淀pH	1.1	3.2	6.6	9.2	9.6	9.2	9.3	11.1

回答下列问题：

（1）操作①的名称为_________，NaClO₃具有氧化性，其名称为__________________。

（2）浸取中加入Na₂S₂O₅的作用是___________________________。

（3）滤液1中加入NaClO₃的作用是_______________________________________，相关的离子方程式为__________________________________________。

（4）加入Na₂CO₃溶液生成滤渣2的主要离子方程式为___________________________。

（5）滤渣3主要成分为________________________(写化学式)。

滤液3经过多次萃取与反萃取制备CoCl₂晶体

（6）滤液3中加入萃取剂I，然后用稀盐酸反萃取的目的是_______________________。

（7）制备晶体CoCl₂·6H₂O，需在减压环境下烘干的原因是_________________________________。

Answer

过滤 氯酸钠 将正三价钴还原成正二价钴 将Fe2＋氧化成Fe3＋，便于分离 6Fe2＋＋ClO3－＋6H＋=6Fe3＋＋Cl－＋3H2O 2Fe3＋＋3CO32－＋3H2O=2Fe(OH)3↓＋3CO2↑ CaF2和MgF2 分离出溶液中的Mn2＋、Cu2＋、Zn2＋，回收利用 降低烘干温度，防止产品分解，产生有毒的无水氯化钴

【解析】

流程题先找出原料和杂质，以及制备的物质，注意题中所给信息的运用，带着问题看流程，流程题一般是杂质的处理和物质的提纯；

（1）根据流程，操作①得到滤渣和滤液，即操作①为过滤；NaClO3具有氧化性，其名称为氯酸钠；

（2）根据信息①，Na2S2O5常作食品抗氧化剂，即Na2S2O5为还原剂，根据含钴矿中Co存在的化合价，以及该流程制备氯化钴，因此Na2S2O5将正三价钴还原成正二价钴；

（3）根据加入NaClO3后的操作，“加入Na2CO3，调节pH3.0～3.5”，其目的是让Fe3＋以Fe(OH)3形式沉淀出来，除去铁元素，即加入NaClO3的目的是将Fe2＋氧化成Fe3＋，便于分离；反应的离子方程式为6Fe2＋＋ClO3－＋6H＋=6Fe3＋＋Cl－＋3H2O；

（4）Na2CO3与Fe3＋发生双水解反应，其离子方程式为2Fe3＋＋3CO32－＋3H2O=2Fe(OH)3↓＋3CO2↑；

（5）根据题中信息①，CaF2和MgF2难溶于水，因此滤渣3的成分是CaF2和MgF2；

（6）根据流程，把Fe、Si、Ca、Mg等杂质元素除去，而Cu、Zn、Mn、Ni等杂质还没除去，滤液3加入萃取剂I，得到有机层和Co2＋、Ni2＋，溶液，即有机层中含有Cu、Zn、Mn元素，因此加入稀盐酸反萃取的目的是分离出溶液中的Mn2＋、Cu2＋、Zn2＋，回收利用；

（7）CoCl2·6H2O熔点86℃，易溶于水、乙醚等，常温下稳定无毒，加热至110－120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴，因此减压环境下烘干的原因是降低烘干温度，防止产品分解，产生有毒的无水氯化钴。