Question

（2011?連云港模擬）CoCl₂?6H₂O是一種飼料營養(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)定無毒，加熱至110～120℃時，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷．
③部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：

沉淀物

Fe（OH）3

Fe（OH）2

Co（OH）2

Al（OH）3

開始沉淀

2.3

7.5

7.6

3.4

完全沉淀

4.1

9.7

9.2

5.2

請回答下列問題：
（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

．
（2）加入過氧化氫反應(yīng)的離子方程式是

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

，pH調(diào)至a后過濾，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

．
（4）操作Ⅰ包含3個基本實(shí)驗(yàn)操作，它們是

蒸發(fā)濃縮

、

冷卻結(jié)晶

和過濾．
（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

．
（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)品溶于乙醚過濾后，再蒸餾

．

Answer 1

分析：（1）金屬和鹽酸反應(yīng)生成氯化物，和硝酸反應(yīng)生成硝酸鹽，同時生成一氧化氮；
（2）加入過氧化氫反應(yīng)的離子方程式是過氧化氫氧化亞鐵離子的反應(yīng)；
（3）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；
（4）根據(jù)從溶液中制取固體的方法制取氯化鈷固體，從而確定操作步驟；
（5）溫度高時，CoCl₂?6H₂O分解；
（6）根據(jù)CoCl₂?6H₂O的性質(zhì)選取方法，CoCl₂?6H₂o熔點(diǎn)86℃，易溶于乙醚．

解答：解：（1）金屬和鹽酸反應(yīng)生成氯化物，和硝酸反應(yīng)生成硝酸鹽，同時生成一氧化氮，導(dǎo)致氯化物中含有硝酸鹽雜質(zhì)，且生成有毒氣體，污染環(huán)境，
故答案為：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；
（2）加入過氧化氫反應(yīng)的離子方程式是過氧化氫氧化亞鐵離子的反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）廢料加入鹽酸后生成氯化物，然后加入雙氧水，二價鐵離子被雙氧水氧化生成三價鐵離子，根據(jù)沉淀的PH值表格知，當(dāng)溶液的PH值為5.2時，鐵離子和鋁離子被完全沉淀，當(dāng)溶液的PH值為7.6時，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，pH調(diào)至a后過濾，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；
故答案為：5.2---7.6；鹽酸；
（4）從溶液中制取固體的方法制取氯化鈷固體，其操作步驟是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過濾，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
（5）根據(jù)題意知，CoCl₂?6H₂O常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至110～120℃時，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷，為防止其分解，制得的CoCl₂?6H₂O需減壓烘干，
故答案為：降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解；
（6）根據(jù)CoCl₂?6H₂O的性質(zhì)選取方法，CoCl₂?6H₂O熔點(diǎn)86℃，易溶于乙醚，所以將產(chǎn)品溶于乙醚，過濾后再蒸餾，從而獲得較純凈的CoCl₂?6H₂O，
故答案為：將產(chǎn)品溶于乙醚，過濾后再蒸餾；

點(diǎn)評：本題考查了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計中的有關(guān)知識，難度較大，比較突出的難點(diǎn)是：1、誤差的分析不知如何尋找“題眼”；2、信息題中信息的閱讀、提取有用信息然后進(jìn)行加工的方法不會，從而導(dǎo)致做題錯誤較多．