Question

多彩水泥的添加劑是CoCl₂-6H₂O．工定是以含鈷廢料（含少量Fe、Al等雜質(zhì)制取CoCl₂?6H₂O的一種新工藝流程如圖：

已知：①鈷與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Co+2HCl═CoCl₂+H₂↑
②CoCl₂?6H₂O溶點(diǎn)86℃，易溶于水、乙醚等；常溫下穩(wěn)定無(wú)毒，加熱至110℃～120℃時(shí)，失去結(jié)晶水變成有毒的無(wú)水氯化鈷．
③部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Co（OH）2	Al（OH）3
開始沉淀（pH）	2.3	7.5	7.6	3.4
完全沉淀（pH）	4.1	9.7	9.2	5.2

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）上述流程中的試劑a可能為

 

；其作用是

 

；
（2）加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至b，b的范圍是

 

；
（3）操作1是

 

；濾渣的成分為

 

；
（4）操作2的過(guò)程為蒸發(fā)濃縮、

 

和過(guò)濾．
（5）制得的CoCl₂?6H₂O需減壓烘干的原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）三價(jià)鐵離子易轉(zhuǎn)化為沉淀，所以要把二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子；
（2）調(diào)節(jié)溶液的pH值，使溶液中鐵離子和鋁離子生成沉淀，而鈷離子存在溶液中，從而將鐵離子、鋁離子和鈷離子分開；
（3）操作1是分離Fe（OH）₃、Al（OH）₃和液體的操作；
（4）操作2是從溶液中提取溶質(zhì)的操作；
（5）CoCl₂?6H₂O加熱易失去結(jié)晶水．

解答： 解：（1）三價(jià)鐵離子易轉(zhuǎn)化為沉淀，所以要加入氧化劑把二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，根據(jù)溶液中的成分可以用H₂O₂或Cl₂氧化而不會(huì)引入新的雜質(zhì)，
故答案為：H₂O₂或Cl₂；氧化Fe²⁺；
（2）廢料加入鹽酸后生成氯化物，然后加入雙氧水，二價(jià)鐵離子被雙氧水氧化生成三價(jià)鐵離子，根據(jù)沉淀的pH值表格知，當(dāng)溶液的pH值為5.2時(shí)，鐵離子和鋁離子被完全沉淀，當(dāng)溶液的pH值為7.6時(shí)，鈷離子才開始產(chǎn)生沉淀，所以要想將鐵離子、鋁離子和鈷離子分離，溶液的pH值應(yīng)該不小于5.2不大于7.6，
故答案為：5.2≤a＜7.6；
（3）操作1是分離Fe（OH）₃、Al（OH）₃和液體的操作，是過(guò)濾，前面調(diào)節(jié)PH的目的是讓三價(jià)鐵離子和鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀，所以沉淀的成分是Fe（OH）₃、Al（OH）₃，
故答案為：過(guò)濾；Fe（OH）₃和Al（OH）₃；
（4）操作2是從溶液中提取溶質(zhì)的操作，操作方法為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過(guò)濾，故答案為：冷卻結(jié)晶；
（5）CoCl₂?6H₂O加熱易失去結(jié)晶水，所以要降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解；故答案為：降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了有關(guān)CoCl₂?6H₂O的工藝流程，理解工藝流程圖，掌握實(shí)驗(yàn)操作與設(shè)計(jì)及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．