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：

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+3价钴还原为+2价钴 将亚铁离子氧化为三价铁离子，便于分离 6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O 2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑ CaF2、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】

(1)操作①后得到滤液和滤渣，据此判断；NaClO3名称为氯酸钠；

(2)焦亚硫酸钠Na2S2O5，常做食品抗氧化剂，具有还原性可将+3价钴转化为+2价钴；

(3)滤液1中加入NaClO3将亚铁离子氧化为三价铁离子，便于分离；

(4)Fe3+与CO32-结合成Fe(OH)3沉淀，据此判断；

(5)故加入NaF后，得到的滤渣主要是CaF2、MgF2；

(6)反萃取可从有机层中获取Mn2+、Cu2+、Zn2+；

(7)CoCl2·6H2O加热至110~120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴，需在减压环境下烘干；

(1)操作①后得到滤液和滤渣，故操作①为过滤；NaClO3中氯为+5价，其名称为氯酸钠；

(2)下一步操作过程中加入NaClO3，调节pH3.0~3.5时，会将+3价钴转化为沉淀，降低产率，而此时+2价钴不会转化为沉淀，故加入Na2S2O5的作用是将+3价钴还原为+2价钴；

(3)NaClO3具有氧化性，可将亚铁离子氧化为三价铁离子，便于分离，相关的离子方程式为：6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O；

(4)加入Na2CO3溶液生成滤渣Fe(OH)3，反应式为：2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑

(5)CaF2、MgF2难溶于水，故加入NaF后，得到的滤渣主要是CaF2、MgF2；

(6)滤液3中含有Mn2+、Cu2+、Zn2+，用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加热至110~120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴，故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；