CoCl2•6H2O是一種飼料營養強化劑.一種利用水鈷礦(主要成分為Co2O3、Co(OH)3,還含少量Fe2...
問題詳情:
CoCl2•6H2O是一種飼料營養強化劑.一種利用水鈷礦(主要成分為Co2O3、Co(OH)3,還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)製取CoCl2•6H2O的工藝流程如圖:
已知:①浸出液中含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分陽離子以*氧化物形式沉澱時溶液的pH見下表:(金屬離子濃度為:0.01mol/L)
沉澱物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
開始沉澱 | 2.7 | 7.6 | 7.6 | 4.0 | 7.7 |
完全沉澱 | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
③CoCl2•6H2O熔點為86℃,加熱至110~120℃時,失去結晶水生成無水*化鈷.
(1)寫出浸出過程中Co2O3發生反應的離子方程式 .
(2)寫出NaClO3發生反應的主要離子方程式 ;若不慎向“浸出液”中加過量NaClO3時,可能會生成有毒氣體,寫出生成該有毒氣體的離子方程式 .
(3)“加Na2CO3調pH至a”,過濾所得到的兩種沉澱的化學式為 .
(4)製得的CoCl2•6H2O在烘乾時需減壓烘乾的原因是 .
(5)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關係如圖.向“濾液”中加入萃取劑的目的是 ;其使用的最佳pH範圍是 .
A.2.0~2.5 B.3.0~3.5
C.4.0~4.5 D.5.0~5.5
(6)為測定粗產品中CoCl2•6H2O含量,稱取一定質量的粗產品溶於水,加入足量AgNO3溶液,過濾、洗滌,將沉澱烘乾後稱其質量.通過計算髮現粗產品中CoCl2•6H2O的質量分數大於100%,其原因可能是 .(答一條即可)
【回答】
【考點】物質分離和提純的方法和基本*作綜合應用.
【專題】物質的分離提純和鑑別.
【分析】含鈷廢料中加入鹽*、Na2SO3,加入鹽*和Na2SO3,可得CoCl2、AlCl3、FeCl2,加入NaClO3,發生氧化還原反應可得到FeCl3,然後加入Na2CO3調pH至5.2,可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉澱,過濾後所得濾液主要含有CoCl2,為得到CoCl2•6H2O晶體,應控制溫度在86℃以下,加熱時要防止溫度過高而失去結晶水,可減壓烘乾,
(1)**條件下,Co2O3和SO32﹣發生氧化還原反應生成Co2+、SO42﹣;
(2)**條件下,**根離子能氧化亞鐵離子生成鐵離子,自身被還原生成*離子;
**條件下ClO3﹣和Cl﹣發生氧化還原反應生成Cl2;
(3)“加Na2CO3調pH至a”,目的是除去鐵離子、鋁離子,所以需要將鐵離子、鋁離子轉化為沉澱;
(4)CoCl2•6H2O熔點為86℃,加熱至110~120℃時,失去結晶水生成無水*化鈷;
(5)由表中資料可知,調節溶液PH在3.0~3.5之間,可使Mn2+完全沉澱,並防止Co2+轉化為Co(OH)2沉澱;
(6)根據CoCl2•6H2O的組成分析,可能是含有雜質,也可能是失去部分水.
【解答】解:含鈷廢料中加入鹽*、Na2SO3,加入鹽*和Na2SO3,可得CoCl2、AlCl3、FeCl2,加入NaClO3,發生氧化還原反應可得到FeCl3,然後加入Na2CO3調pH至5.2,可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉澱,過濾後所得濾液主要含有CoCl2,為得到CoCl2•6H2O晶體,應控制溫度在86℃以下,加熱時要防止溫度過高而失去結晶水,可減壓烘乾,
(1)**條件下,Co2O3和SO32﹣發生氧化還原反應生成Co2+、SO42﹣,離子方程式為Co2O3+SO32﹣+4H+=2Co2++SO42﹣+2H2O,
故*為:Co2O3+SO32﹣+4H+=2Co2++SO42﹣+2H2O;
(2)**條件下,**根離子能氧化亞鐵離子生成鐵離子,自身被還原生成*離子,離子方程式為ClO3﹣+6Fe2++6H+=Cl﹣+6Fe3++3H2O;
**條件下ClO3﹣和Cl﹣發生氧化還原反應生成Cl2,所以可能可能產生有毒氣體*氣,離子方程式為ClO3﹣+5Cl﹣+6H+=3Cl2↑+3H2O,
故*為:ClO3﹣+6Fe2++6H+=Cl﹣+6Fe3++3H2O;ClO3﹣+5Cl﹣+6H+=3Cl2↑+3H2O;
(3)“加Na2CO3調pH至a”,目的是除去鐵離子、鋁離子,所以需要將鐵離子、鋁離子轉化為沉澱,碳*根離子和鋁離子、鐵離子發生雙水解反應生成二氧化碳和*氧化物沉澱,所以這兩種沉澱的化學式為Fe(OH)3、Al(OH)3,故*為:Fe(OH)3、Al(OH)3;
(4)CoCl2•6H2O熔點為86℃,加熱至110~120℃時,失去結晶水生成無水*化鈷,所以製得的CoCl2•6H2O在烘乾時需減壓烘乾的原因是降低烘乾溫度,防止產品分解,故*為:降低烘乾溫度,防止產品分解;
(5)根據流程圖可知,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的關係可知,調節溶液pH在3.0~3.5之間,可使Mn2+完全沉澱,並防止Co2+轉化為Co(OH)2沉澱,
故*為:除去溶液中的Mn2+;B;
(6)根據CoCl2•6H2O的組成分析,造成產品中CoCl2•6H2O的質量分數大於100%的原因可能是:含有雜質,導致*離子含量大或結晶水化物失去部分水,導致相同質量的固體中*離子含量變大,
故*為:粗產品含有可溶**化物或晶體失去了部分結晶水.
【點評】本題通過製取CoCl2•6H2O的工藝流程考查了物質製備方案的設計,理解工藝流程圖中可能發生的反應、實驗*作與設計目的、相關物質的*質是解答本題的關鍵,試題充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力,題目難度中等.
知識點:電離平衡單元測試
題型:綜合題
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