CoCl2?6H2O是一種飼料營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑.一種利用水鈷礦[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(yáng)離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②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 Mn(OH)2
開(kāi)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
(1)寫(xiě)出浸出過(guò)程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式
Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O
Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O

(2)NaClO3的作用是
將Fe2+氧化成Fe3+
將Fe2+氧化成Fe3+

(3)加Na2CO3調(diào)pH至5.2所得沉淀為
Fe(OH)3、Al(OH)3
Fe(OH)3、Al(OH)3

(4)萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如右圖.萃取劑的作用是
除去溶液中的Mn2+
除去溶液中的Mn2+
;其使用的適宜pH范圍是
B
B

A.2.0~2.5   B.3.0~3.5  C.4.0~4.5
(5)為測(cè)定粗產(chǎn)品中CoCl2?6H2O含量,稱(chēng)取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水,加入足量AgNO3溶液,過(guò)濾、洗滌,將沉淀烘干后稱(chēng)其質(zhì)量.通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl2?6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%,其原因可能是
粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結(jié)晶水
粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結(jié)晶水
.(答一條即可)
分析:(1)根據(jù)流程圖結(jié)合信息浸出液含有的陽(yáng)離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等進(jìn)行解答;
(2)NaClO3中氯元素化合價(jià)為+6價(jià),為氧化劑,F(xiàn)eCl2中鐵元素化合價(jià)+2價(jià)為還原劑;
(3)根據(jù)鋁離子、鐵離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成沉淀和二氧化碳進(jìn)行解答;
(4)由表中數(shù)據(jù)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;
(5)根據(jù)CoCl2?6H2O的組成分析,可能是含有雜質(zhì),也可能是失去部分水.
解答:解:(1)向水鈷礦[主要成分為Co2O3、Co(OH)3,還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]
加入鹽酸和亞硫酸鈉,浸出液含有的陽(yáng)離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等,所以Co2O3和亞硫酸鈉在酸性條件下發(fā)生氧化還原,根據(jù)電荷守恒和得失電子守恒,反應(yīng)為:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O,
故答案為:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O;             
(2)加入NaClO3,會(huì)發(fā)生FeCl2中鐵元素的化合價(jià)+2→+3,失去電子,NaClO3中氯元素的化合價(jià)由+5→-1價(jià),得到電子,所以NaClO3的作用是將Fe2+氧化成Fe3+,
故答案為:將Fe2+氧化成Fe3+
(3)加Na2CO3調(diào)pH至5.2,鋁離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳,水解的離子方程式為:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;鐵離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鐵和二氧化碳,水解的離子方程式為:2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑;
故答案為:Fe(OH)3、Al(OH)3;
(4)根據(jù)流程圖可知,此時(shí)溶液中存在Mn2+、Co2+金屬離子,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:除去溶液中的Mn2+;B;                       
(5)根據(jù)CoCl2?6H2O的組成分析,造成產(chǎn)品中CoCl2?6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%的原因可能是:1、含有雜質(zhì),導(dǎo)致氯離子含量大,2、結(jié)晶水化物失去部分水,導(dǎo)致相同質(zhì)量的固體中氯離子含量變大,
故答案為:粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結(jié)晶水.
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.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料,生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料數(shù)量可觀,廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在;鈷以Co2O3?CoO的形式存在,吸附在鋁箔的單面或雙面;鋰混雜于其中.從廢料中回收氧化鈷(CoO)的工藝流程如圖1所示:

(1)過(guò)程Ⅰ中采用NaOH溶液溶出廢料中的Al,反應(yīng)的離子方程式為
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2

(2)過(guò)程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出鈷.則浸出鈷的化學(xué)反應(yīng)方程式為(產(chǎn)物中只有一種酸根)
4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O
4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O
.在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)時(shí),也可用鹽酸浸出鈷,但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中不用鹽酸,請(qǐng)從反應(yīng)原理分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因
Co2O3?CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl2污染環(huán)境
Co2O3?CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl2污染環(huán)境

(3)過(guò)程Ⅲ得到鋰鋁渣的主要成分是LiF和Al(OH)3,碳酸鈉溶液在產(chǎn)生Al(OH)3時(shí)起重要作用,請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式
2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2
2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2

(4)碳酸鈉溶液在過(guò)程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同,請(qǐng)寫(xiě)出在過(guò)程Ⅳ中起的作用是
調(diào)整pH,提供CO32-,使Co2+沉淀為CoCO3
調(diào)整pH,提供CO32-,使Co2+沉淀為CoCO3

(5)在Na2CO3溶液中存在多種粒子,下列各粒子濃度關(guān)系正確的是
BCD
BCD
(填序號(hào)).
A、c(Na+)=2c(CO32-
B、c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-
C、c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+
D、c(OH-)-c(H+)═c(HCO3-)+2c(H2CO3
(6)CoO溶于鹽酸可得粉紅色的CoCl2溶液.CoCl2含結(jié)晶水?dāng)?shù)目不同而呈現(xiàn)不同顏色,利用藍(lán)色的無(wú)水CoCl2吸水變色這一性質(zhì)可制成變色水泥和顯隱墨水.如圖是粉紅色的CoCl2?6H2O晶體受熱分解時(shí),剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線,A物質(zhì)的化學(xué)式是
CoCl2?2H2O
CoCl2?2H2O

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2011?連云港模擬)CoCl2?6H2O是一種飼料營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑.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熔點(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(kāi)始沉淀 2.3 7.5 7.6 3.4 完全沉淀 4.1 9.7 9.2 5.2
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)在上述新工藝中,用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料,其主要優(yōu)點(diǎn)為
減少有毒氣體的排放,防止大氣污染,防止產(chǎn)品中混有硝酸鹽
減少有毒氣體的排放,防止大氣污染,防止產(chǎn)品中混有硝酸鹽

(2)加入過(guò)氧化氫反應(yīng)的離子方程式是
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

(3)加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a,a的范圍是
5.2~7.6
5.2~7.6
,pH調(diào)至a后過(guò)濾,再用試劑X將濾液的pH調(diào)節(jié)至2~3,所用的試劑X為
鹽酸
鹽酸

(4)操作Ⅰ包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作,它們是
蒸發(fā)濃縮
蒸發(fā)濃縮
、
冷卻結(jié)晶
冷卻結(jié)晶
和過(guò)濾.
(5)制得的CoCl2?6H2O需減壓烘干的原因是
降低烘干溫度,防止產(chǎn)品分解
降低烘干溫度,防止產(chǎn)品分解

(6)在實(shí)驗(yàn)室中,為了從上述產(chǎn)品中獲得純凈的CoCl2?6H2O,采用的方法是
將產(chǎn)品溶于乙醚過(guò)濾后,再蒸餾
將產(chǎn)品溶于乙醚過(guò)濾后,再蒸餾

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

有關(guān)鈷和鐵化合物的性質(zhì)見(jiàn)下表:
化學(xué)式 溶度積(室溫時(shí))Ksp 沉淀完全時(shí)的pH 氯化鈷晶體的性質(zhì)
Co(OH)2 5.9×10-15 9.4 CoCl2?6H2O呈紅色,常溫下穩(wěn)定.110°C~120°C時(shí)脫水變成藍(lán)色無(wú)水氯化鈷
Fe(OH)2 1.6×10-14 9.6
Fe(OH)3 1.0×10-35 x
用含鈷廢料(含少量鐵)可制備氯化鈷:Co+2HCl═CoCl2+H2↑工藝流程如下:

試回答:
(1)“凈化除鐵”中,寫(xiě)出加入CoCO3(難溶)調(diào)pH時(shí)反應(yīng)的離子方程式
CoCO3+2H+=Co2++H2O+CO2
CoCO3+2H+=Co2++H2O+CO2

(2)濾液中(Fe3+)≤1.0×10-5mol/L時(shí),可視為Fe3+沉淀完全.試計(jì)算室溫下,F(xiàn)e(OH)3沉淀完全時(shí),則x=
4
4

(3)②步中用CoCO3調(diào)pH略大于x的原因是
使Fe3+完全沉淀
使Fe3+完全沉淀

(4)濾液中所含溶質(zhì)有
CoCl2
CoCl2
,
NaCl
NaCl

(5)為了防止CoCl2?6H2O脫水,“干燥”時(shí)宜采用的方法或操作是
減壓或溫度低于110℃
減壓或溫度低于110℃
,
或在HCl氣流中加熱
或在HCl氣流中加熱

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2011?宜賓模擬)CoCl2?6H2O是一種飼料營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑.以含鈷(Co)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熔點(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(kāi)始沉淀 2.3 7.5 7.6 3.4
完全沉淀 4.0 9.7 9.2 5.2
回答下列問(wèn)題:
(1)在上述工藝中,用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料,其主要優(yōu)點(diǎn)為
減少有毒氣體的排放,防止大氣污染;防止產(chǎn)品中混有硝酸鹽
減少有毒氣體的排放,防止大氣污染;防止產(chǎn)品中混有硝酸鹽

(2)加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a,a的范圍是
5.2≤a≤7.6
5.2≤a≤7.6

(3)操作I包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作,它們是
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
和過(guò)濾.
(4)制得的CoCl2?6H2O需減壓烘干的原因是
降低烘干溫度,防止產(chǎn)品分解
降低烘干溫度,防止產(chǎn)品分解

(5)為測(cè)定產(chǎn)品中CoCl2?6H2O的含量,某同學(xué)將一定量的樣品溶于水,再向其中加入足量的AgNO3溶液,過(guò)濾,并將沉淀烘干后稱(chēng)量其質(zhì)量.通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中CoCl2?6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%,其原因可能是
樣品中含有氯化鈉雜質(zhì);烘干時(shí)失去了部分結(jié)晶水
樣品中含有氯化鈉雜質(zhì);烘干時(shí)失去了部分結(jié)晶水

(6)在實(shí)驗(yàn)室中,為了從上述產(chǎn)品中獲得純凈的CoCl2?6H2O,采用的方法是
將產(chǎn)品溶于乙醚,過(guò)濾后再蒸餾
將產(chǎn)品溶于乙醚,過(guò)濾后再蒸餾

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