Question

CoCl₂?6H₂O是一種飼料營養(yǎng)強化劑．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浸出液含有的陽離子主要有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：

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

（1）寫出浸出過程中Co₂O₃發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

Co₂O₃+SO₃^2-+4H⁺=2Co²⁺+SO₄^2-+2H₂O

．
（2）NaClO₃的作用是

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

．
（4）萃取劑對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⁺

；其使用的適宜pH范圍是

B

．
A．2.0～2.5   B．3.0～3.5  C．4.0～4.5
（5）為測定粗產(chǎn)品中CoCl₂?6H₂O含量，稱取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水，加入足量AgNO₃溶液，過濾、洗滌，將沉淀烘干后稱其質(zhì)量．通過計算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl₂?6H₂O的質(zhì)量分數(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

．（答一條即可）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)流程圖結(jié)合信息浸出液含有的陽離子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺等進行解答；
（2）NaClO₃中氯元素化合價為+6價，為氧化劑，F(xiàn)eCl₂中鐵元素化合價+2價為還原劑；
（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+SO₃^2-+4H⁺=2Co²⁺+SO₄^2-+2H₂O，
故答案為：Co₂O₃+SO₃^2-+4H⁺=2Co²⁺+SO₄^2-+2H₂O；             
（2）加入NaClO₃，會發(fā)生FeCl₂中鐵元素的化合價+2→+3，失去電子，NaClO₃中氯元素的化合價由+5→-1價，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⁺+3CO₃^2-+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⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
故答案為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（4）根據(jù)流程圖可知，此時溶液中存在Mn²⁺、Co²⁺金屬離子，由萃取劑對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)量分數(shù)大于100%的原因可能是：1、含有雜質(zhì)，導致氯離子含量大，2、結(jié)晶水化物失去部分水，導致相同質(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．

點評：本題考查了有關(guān)CoCl₂?6H₂O的工藝流程，理解工藝流程圖，掌握實驗操作與設(shè)計及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．