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【题目】水钴矿的主要成分为Co2O3,还含SiO2及少量Al2O3、Fe2O3、 CuO、MnO2等。一种利用水钴矿制取CoCl2·6H2O 的工艺流程如下:

已知: ①CoCl2·6H2O受热易失去结晶水。

②25 ℃时,设定溶液中某金属离子初始浓度为0.1 molL-1,部分沉淀的参考数据如下表(“沉淀完全”指溶液中该离子浓度≤1.0×10-5molL-1):

沉淀

Al(OH)3

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Co(OH)2

Cu(OH)2

Mn(OH)2

开始沉淀的pH

3.4

1.5

6.3

7.0

4.7

8.1

沉淀完全时pH

4.7

2.8

8.3

9.0

6.7

10.1

回答下列问题

(1)计算25℃时Co(OH)2的Ksp =_______________

(2)浸出工序中加入一定量的Na2SO3还原Co2O3、MnO2等,Co2O3发生反应的离子方程式为_______________________________

(3)氧化工序要控制NaClO3用量,若不慎加入过量NaClO3,可能生成的有毒气体是______________;氧化工序主要反应的离子方程式为_______________________________

(4)已知温度对铜、钴、铁的浸出率的影响如左下图,萃取剂A、B中pH对钴、锰离子萃取率的影响如右下图:

①浸出温度控制在50-60℃的原因是_________________________

②应选择萃取剂_________________________(填“A”或“B”)。

(5)“系列操作”依次是__________________________和过滤等;制得的CoCl2·6H2O需减压烘干的原因是_________________________

【答案】 1.0×10-15 Co2O3+SO32-+4H+==2Co2++SO42-+2H2O Cl2 ClO3-+6Fe2++6H+==Cl-+6Fe3++3H2O 50~60℃时钴浸出率高,温度再升高时钴浸出率变化不大,且导致浸出液中含铁元素的杂质含量升高 B 蒸发浓缩 冷却结晶 降低烘干温度,防止CoCl2·6H2O分解

【解析】(1). 25℃,在含有Co2+0.1 molL-1的溶液中,当溶液的pH=7Co2+开始沉淀,则Co(OH)2Ksp=c(Co2+)×c2(OH)=0.1×(10-7)2=1.0×10-15,故答案为:1.0×10-15

(2). 在浸出工序中加入一定量的盐酸和Na2SO3还原Co2O3硫元素化合价升高生成SO42-,钴元素化合价降低生成Co2+根据得失电子守恒和原子守恒,Co2O3发生反应的离子方程式为Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O故答案为:Co2O3+SO32-+4H+==2Co2++SO42-+2H2O

(3). 氧化工序中加入NaClO3的作用是将浸出液中的Fe2氧化成Fe3该反应的离子方程式为:ClO3+6Fe2++6H+=Cl+6Fe3++3H2O若不慎加入过量NaClO3在酸性条件下,NaClO3与溶液中的Cl会发生氧化还原反应生成有毒的Cl2故答案为:Cl2ClO3+6Fe2++6H+=Cl+6Fe3++3H2O

(4). ① .据图可知,50~60℃时钴的浸出率已经很高,且温度再升高时钴的浸出率变化不大,同时还会导致铁的浸出率增大含铁元素的杂质含量升高故答案为:50~60℃时钴浸出率高,温度再升高时钴浸出率变化不大,且导致浸出液中含铁元素的杂质含量升高

②. 加入萃取剂的目的是除去Mn2据图可知,选择萃取剂B时,Mn2的萃取率高而Co2+的萃取率低,所以应选择萃取剂B,故答案为:B

(5). 从溶液中得到氯化钴晶体的系列操作步骤为:蒸发浓缩、冷却结晶和过滤,制得的CoCl2·6H2O采用减压烘干方法,可以降低烘干温度,防止CoCl2·6H2O晶体分解故答案为:蒸发浓缩冷却结晶降低烘干温度,防止CoCl26H2O分解

练习册系列答案
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(2)若A、B、C为焰色反应均呈黄色的化合物,X为无色无味气体,则反应②的离子方程式为_____________________________________________

(3)若A、B、C均为含有同种金属元素的化合物,X是强碱,则反应②的离子方程式为________________________________________________

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已知:

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回答下列问题:

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(2)A 与B反应的反应类型为_____________________

(3)由C→佳味醇的化学方程式为_________________________________

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