Question

【题目】CoCl26H2O是一种饲料营养强化剂．一种利用水钴矿（主要成分为Co2O3、Co（OH）3 ， 还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等）制取CoCl26H2O的工艺流程如图1：
已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：（金属离子浓度为：0.01mol/L）

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Co（OH）2	Al（OH）3	Mn（OH）2
开始沉淀	2.7	7.6	7.6	4.0	7.7
完全沉淀	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

③CoCl26H2O熔点为86℃，加热至110～120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴．
（1）写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式 ．
（2）写出NaClO3发生反应的主要离子方程式；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式 ．
（3）“加Na2CO3调pH至a”，过滤所得到的沉淀成分为 ．
（4）“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是、和过滤．制得的CoCl26H2O在烘干时需减压烘干的原因是 ．
（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图2．向“滤液”中加入萃取剂的目的是；其使用的最佳pH范围是 ． A．2.0～2.5 B．3.0～3.5
C．4.0～4.5 D．5.0～5.5
（6）为测定粗产品中CoCl26H2O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO3溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量．通过计算发现粗产品中CoCl26H2O的质量分数大于100%，其原因可能是 ． （答一条即可）

Answer 1

【答案】
（1）Co2O3+SO32﹣+4H+=2Co2++SO42﹣+2H2O
（2）ClO3﹣+6Fe2++6H+=Cl﹣+6Fe3++3H2O；ClO3﹣+5Cl﹣+6H+=3Cl2↑+3H2O
（3）Fe（OH）3、Al（OH）3
（4）蒸发浓缩；冷却结晶；降低烘干温度，防止产品分解
（5）除去溶液中的Mn2+；B
（6）粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水
【解析】解：（1）向水钴矿[主要成分为Co2O3、Co（OH）3 ， 还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]，加入盐酸和亚硫酸钠，浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等，所以Co2O3和亚硫酸钠在酸性条件下发生氧化还原，根据电荷守恒和得失电子守恒，反应的离子方程式为：Co2O3+SO32﹣+4H+=2Co2++SO42﹣+2H2O，所以答案是：Co2O3+SO32﹣+4H+=2Co2++SO42﹣+2H2O； （2）NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+ ， 其反应的离子方程式为：ClO3﹣+6Fe2++6H+=Cl﹣+6Fe3++3H2O；在酸性条件下，NaClO3与氯离子发生氧化还原反应生成氯气，其反应的离子方程式为：ClO3﹣+5Cl﹣+6H+=3Cl2↑+3H2O；所以答案是：ClO3﹣+6Fe2++6H+=Cl﹣+6Fe3++3H2O；ClO3﹣+5Cl﹣+6H+=3Cl2↑+3H2O；（3）NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+ ， 加Na2CO3调pH至a，铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，水解的离子方程式为：2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑；铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铁和二氧化碳，水解的离子方程式为：2Fe3++3CO32﹣+3H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑，所以沉淀成分为：Fe（OH）3、Al（OH）3 ， 所以答案是：Fe（OH）3、Al（OH）3；（4）利用从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体，其操作步骤为：蒸发浓缩、冷却结晶和过滤；根据题意知，CoCl26H2O常温下稳定无毒，加热至110～120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴，为防止其分解，制得的CoCl26H2O需减压烘干，所以答案是：蒸发浓缩；冷却结晶；降低烘干温度，防止产品分解；（5）根据流程图可知，此时溶液中存在Mn2+、Co2+金属离子；由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+转化为Co（OH）2沉淀，所以答案是：除去溶液中的Mn2+；B； （6）根据CoCl26H2O的组成分析，造成产品中CoCl26H2O的质量分数大于100%的原因可能是：含有杂质，导致氯离子含量大或结晶水化物失去部分水，导致相同质量的固体中氯离子含量变大， 所以答案是：粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水．