Question

CoCl₂·6H₂O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl₂·6H₂O的一种新工艺流程如下图：

已知：①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co＋2HCl=CoCl₂＋H₂↑

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部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

请回答下列问题：

⑴在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为                   。

⑵加入过氧化氢的作用是                      。

⑶加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是                   。

⑷操作Ⅰ包含3个基本实验操作，它们是                 和过滤。

⑸为测定产品中CoCl₂·6H₂O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO₃溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl₂·6H₂O的质量分数大于100％，其原因可能是                       。

Answer

⑴减少氮氧化合物等有毒气体的排放，防止产品中混有硝酸盐⑵将二价铁离了氧化为三价铁离子⑶5.2～7.6（或5.2≦pH＜7.6）⑷蒸发浓缩、冷却结晶 ⑸样品中含有NaCl杂质（或烘干时失去了部分结晶水）

【解析】

试题分析：含钴废料中加入盐酸，可得到氯化钴氯化铝氯化亚铁等，加入过氧化氢，可得氯化铁，然后加入碳酸钠调节pH到5.2，则得到氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，过滤后所得滤液主要含有氯化钴，为得到氯化钴晶体，应在空气温度86度以下，加热时要防止温度过高而失去结晶水，可减压烘干。⑴金属和盐酸反应生成氯化物，和硝酸反应生成硝酸盐，同时生成一氧化氮，导致氯化物中含有硝酸盐杂质，且生成有毒气体，污染环境，所以用盐酸代替硝酸可减少氮氧化合物等有毒气体的排放，防止产品中混有硝酸盐。⑵加入过氧化氢，可将二价铁离了氧化为三价铁离子，然后调节pH是铁离子和铝离子完全沉淀而分离。⑶从表格数据分析，让氢氧化铁和氢氧化铝完全沉淀，但氢氧化钴不沉淀，所以pH应为5.2～7.6（或5.2≦pH＜7.6）。⑷从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体，其操作是蒸发浓缩、冷却结晶，过滤。⑸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%的原因可能是样品中含有NaCl杂质或烘干时失去了部分结晶水，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，难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

【名师点睛】本题综合考查物质的制备和提纯等知识，是一道综合性很强的实验探究题，注意把握实验的操作原理和步骤，把握相关物质的性质。