Question

钴元素由于其良好的物理化学性质，被广泛应用于生产生活中。利用含钴废料(含CoO、Co₂O₃、金属Al、Li等)制取CoCl₂·6H₂O的流程图如图所示

(1)写出步骤I中主要反应的化学方程式_______。

(2)步骤II中可用盐酸代替H₂SO₄与H₂O₂的混合液，但缺点是___________。

(3)步骤III①中Na₂CO₃溶液的作用是__________。

(4)若在实验室煅烧 CaCO₃，所需硅酸盐材质的仪器除酒精灯和玻璃棒外，还有______(填仪器名称)。

(5)操作①的步骤是______、________、过滤、洗涤、干燥。洗涤过程中可以用乙醇和水的混合液代替水的优点是_______。

(6)CoCl₂•6H₂O晶体受热易分解，取119g该晶体加热至某一温度，得到CoCl₂•xH₂O晶体83g，则x=_____。

Answer

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Li+2H2O=2LiOH+H2↑ 氧化产物为氯气会污染环境 调节pH除去Al3+， 坩埚、泥三角 蒸发浓缩 冷却结晶 减少晶体的溶解损失 2

【解析】

含钴废料(含CoO、Co2O3、单质Al、Li等)加入烧碱溶液溶解，得到含铝溶液，过滤除去滤液，得到含钴的滤渣，加入浸出剂浸取钴，得到含有Co2+、Al3+、Li+的溶液，加入碳酸钠溶液调节pH4.5～5沉淀Al3+：2Al3++3CO32-+2H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑，再加入NaF沉淀Li+，之后过滤，向滤液中加碳酸钠调节pH至8～8.5，沉淀Co2+，得到CoCO3，灼烧CoCO3得到CoO，用稀盐酸溶解得到CoCl2溶液，将溶液在HCl氛围中，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到CoCl2•6H2O，以此解答该题。

(1)步骤I为含钴废料(含CoO、Co2O3、单质Al、Li等)与NaOH溶液混合，Al与NaOH溶液反应，Li与水反应，反应分别为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Li+2H2O=2LiOH+H2↑；

(2)步骤Ⅱ应加入还原剂，将Co2O3还原为Co2+，盐酸为还原性酸，但其氧化产物为氯气，氯气有毒会污染环境；

(3)步骤Ⅲ中①加入碳酸钠溶液调节pH4.5～5可除去Al3+，发生反应：2Al3++3CO32-+2H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑；

(4)在实验室煅烧CoCO3，所需的硅酸盐质仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚、泥三角；

(5)操作①是从CoCl2溶液中结晶CoCl2•6H2O，具体为：将溶液在HCl氛围中，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；洗涤过程中可以用乙醇和水的混合液代替水，可以减少晶体的溶解损失；

(6)119g该晶体的物质的量为=0.5mol，含水3mol，加热后失去结晶水的质量为119g-83g=36g，n(H2O)==2mol，则0.5molCoCl2•xH2O含水为3mol-2mol=1mol，所以x=2。