Question

（15分）CoCl₂·6H₂O是一種飼料營養強化劑。一種利用水鉆礦（主要成分為CO₂O₃、Co
（OH）₃，還含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO等）制取CoCl₂·6H₂O的工藝流程如下：

已知：①浸出液含有的陽離了主要有H⁺、CO²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺等：
②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：（金屬離子濃度為：0．01 mo1·L^-l）

③CoCl₂·6H₂O熔點為86℃，加熱至110～120℃時，失去結晶水生成無水氯化鈷。
（1）寫出浸出過程中Co₂O₃發生反應的離子方程式               。
（2）寫出NaC1O₃發生反應的主要離子方程式        ；若不慎向“浸出液”中加過量NaClO₃時，可能會生成有毒氣體，寫出生成該有毒氣體的離子方程式            。
（3）“加Na₂CO₃調pH至a'’，過濾所得到的沉淀成分為____       。
（4）萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關系如圖。向“濾液”中加入萃取劑的目的是     ：其使用的最佳pH范圍是____    。

A．2．0～2．5

B．3．0～3．5

C．4．0～4．5

D．5．0～5．5

（5）“操作l”中包含3個基本實驗操作，它們依次是     、     和過濾。制得的CoC1₂·6H₂O在烘干時需減壓烘干的原因是           。
（6）為測定粗產品中CoCl₂·6H₂O含量，稱取一定質量的粗產品溶于水，加入足量AgNO₃溶液，過濾、洗滌，將沉淀烘干后稱其質量。通過計算發現粗產品中CoCl₂·6H₂O的質量分數大于100%，其原因可能是                 。（答一條即可）

Answer 1

27.（15分）（1）Co₂O₃+SO₃^2－+4H⁺=2Co²⁺+SO₄^2－+2H₂O    （2分）
（2）ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O（2分）    ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O（2分）
（3）Fe(OH)₃  Al(OH)₃    （2分）
(4)除去溶液中的Mn²⁺ （1分）         B （1分）
（5）蒸發(濃縮)、冷卻(結晶) （2分） 降低烘干溫度，防止產品分解（1分）
（6）粗產品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結晶水    （2分）

試題分析：（1）亞硫酸鈉常作為還原劑，水鉆礦中的C_O2O₃需轉化成Co²⁺，故C_O2O₃在酸性條件下和亞硫酸根離子發生氧化還原反應，故為：Co₂O₃+SO₃^2－+4H⁺=2Co²⁺+SO₄^2－+2H₂O；（2）浸出液Fe²⁺，需將亞鐵離子氧化為鐵離子，再通過調節pH而除去，故氯酸鈉的作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子，故為：ClO₃^-+6Fe²⁺+6H⁺=Cl^-+6Fe³⁺+3H₂O；氯酸根離子和氯離子在酸性條件下會生成氯氣；（3）調節pH目的是除去雜質，根據表格信息和流程圖可知，通過調節pH除去鐵離子和鋁離子，故沉淀為氫氧化鐵和氫氧化鋁；（4）通過分析流程圖可知還需要除去Mn²⁺，根據題目信息可知，加入萃取劑的目的就是除去錳離子；由萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關系可知，調節溶液PH在3.0～3.5之間，可使Mn²⁺完全沉淀，并防止Co²⁺轉化為Co（OH）₂沉淀；（5）由溶液得到結晶水合物的基本操作為蒸發濃縮、冷卻結晶；減壓烘干的目的是防止水合物分解；（6）根據CoCl₂?6H₂O的組成分析，造成產品中CoCl₂?6H₂O的質量分數大于100%的原因可能是：1、含有雜質，導致氯離子含量大，2、結晶水化物失去部分水，導致相同質量的固體中氯離子含量變大。