Question

【題目】利用鉆渣[含Co(OH)2、Fe2O3、Al2O3、MnO等)可以來制取鉆的氧化物和CoCl2·6H2O，工藝流程如圖所示：

①部分陽離于以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表：（金屬離子濃度為：0.01mol/L)

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3	Mn(OH)2
開始沉淀	2.7	7.6	7.6	4.0	7.7
完全沉淀	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

②CoCl2·6H2O熔點(diǎn)為86℃，加熱至110～120℃時(shí)，失去結(jié)晶水生成無水氯化鈷。

回答下列問題：

（1）浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、A13+等，浸出過程中Co(OH)3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________。

（2）流程中加人適量的NaClO3的作用是___________。若加入NaClO3過量，可能產(chǎn)生有毒氣體，寫出生成該有毒氣體的離子方程式___________________。

（3）加入Na2CO3調(diào)節(jié)溶液的pH=a,a的范圍最好是___________。沉淀的主要成分是______。

（4）萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖所示。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1”中包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作，它們依次是______、______和過濾。

（6）隔絕空氣加熱CoC2O4生成CoO和碳的氧化物，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。

Answer 1

【答案】 2Co(OH)3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+5H2O 將Fe2+氧化為Fe3+ ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O 5.2～7.6 Fe(OH)3、Al(OH)3 將Mn2+除去 B 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 CoC2O4CoO+CO+CO2↑

【解析】(1)浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、A13+等，說明浸出過程中Co(OH)3在酸性條件下與SO32-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，具體的離子方程式為2Co(OH)3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+5H2O；

(2)加人適量的NaClO3可將Fe2+氧化為Fe3+，有利于通過控制溶液pH除去雜質(zhì)離子Fe3+；若加入NaClO3過量，在酸性條件下，與氧化溶液里的Cl-，生成有毒氣體Cl2，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O；

(3)加入Na2CO3調(diào)節(jié)溶液的pH=a的目的是使Fe3+和A13+沉淀完全，而Co2+不沉淀，結(jié)合部分陽離于以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH范圍可知，a的范圍最好是5.2～7.6；所蜊沉淀的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3；

(4)據(jù)流程圖可知，此時(shí)溶液中存在Mn2+、Co2+金屬離子，向“濾液”中加入萃取劑的目的是將Mn2+除去，由萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系可知，調(diào)節(jié)溶液PH在3.0～3.5之間，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+轉(zhuǎn)化為Co(OH)2沉淀，故答案為B；

(5)利用從溶液中制取固體的方法制取氯化鈷固體，則操作1步驟為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過濾；

(6)隔絕空氣加熱CoC2O4生成CoO和碳的氧化物，依據(jù)原子守恒配平書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式為CoC2O4CoO+CO+CO2↑。