Question

【題目】鈷的化合物用途廣泛。一種利用水鈷礦(主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等)制取CoCl2·6H2O粗品的工藝流程如下：

已知：①浸出液含有的陽離子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋、Al3＋等；

②部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)的pH如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3	Mn(OH)2
完全沉淀的pH	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

③CoCl2·6H2O熔點(diǎn)為86℃，加熱至110℃～120℃時(shí)，失去結(jié)晶水生成無水氯化鈷。

請回答下列問題：

(1)寫出“浸出”時(shí)Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_____________________________。

(2)加入NaClO3的作用是______________________________。

(3)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如下圖所示。向“濾液II”中加入萃取劑的主要目的是___________________，使用萃取劑時(shí)最適宜的pH是_____(填字母序號)。

A．2.0～2.5 B．3.0～3.5 C5.0～5.5 D.9.5～9.8

(4)“除鈣、鎂”是將溶液中Ca2+與Mg2+轉(zhuǎn)化為MgF2、CaF2沉淀。已知某溫度下，Ksp(MgF2)=7.35×10－11 ， Ksp(CaF2)=1.05×10－10 。 當(dāng)加入過量NaF后，所得濾液c (Mg2＋)/c (Ca2＋)=________。

(5)制得的CoCl2·6H2O粗品經(jīng)進(jìn)一步提純得到CoCl2·6H2O晶體，在烘干晶體時(shí)需采用減壓烘干，其原因是___________________________________________。

Answer 1

【答案】Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O 將Fe2+氧化為Fe3+ 除去Mn2+ B 0.7 降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解

【解析】

（1）Co2O3與加入的亞硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，再根據(jù)化合價(jià)升降法進(jìn)行配平；

（2）根據(jù)陽離子完全沉淀的pH值表中數(shù)據(jù)可知，Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，易于調(diào)節(jié)pH沉淀除去，而NaClO3具有強(qiáng)氧化性，據(jù)此分析；

（3）結(jié)合工業(yè)流程易知，“濾液II”中存在錳元素，根據(jù)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系選取適宜的pH范圍；

（4）根據(jù)Ksp(MgF2)=7.35×10－11 ， Ksp(CaF2)=1.05×10－10公式推導(dǎo)c(Mg2＋)/c(Ca2＋)的值；

（5）結(jié)合已知信息③加熱至110℃～120℃時(shí)，失去結(jié)晶水生成無水氯化鈷分析作答。

（1）Co2O3的化合價(jià)為+3價(jià)，而浸出液中的Co為+2價(jià)，顯然其與加入的亞硫酸鈉發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，其化學(xué)方程式為：Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O；

（2）NaClO3具有強(qiáng)氧化性，可將Fe2+氧化為Fe3+，易于沉淀，則NaClO3的作用為：將Fe2+氧化為Fe3+，

故答案為：Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O；將Fe2+氧化為Fe3+；

（3）萃取前溶液中的Co2＋、Fe2＋、Ca2＋、Mg2＋、Al3＋已經(jīng)被除去，還剩下Mn2＋，故萃取的目的是除去Mn2＋，最適應(yīng)的pH應(yīng)該是Mn2＋萃取率最高的，故B項(xiàng)正確，

答案選B。

（4）c (Mg2＋)/c (Ca2＋) = = = = 0.7，

故答案為：0.7；

（5）因?yàn)?/span>CoCl2·6H2O晶體加熱至110℃～120℃時(shí)，失去結(jié)晶水生成無水氯化鈷，因此減壓烘干，可以降低烘干的溫度，防止產(chǎn)品分解，

故答案為：降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解。