Question

19．CoC1₂•6H₂0是一種飼料營養強化劑．一種利用水鈷礦[主要成分為Co₂0₃、Co（OH）₃，還含少量Fe₂0₃、A1₂0₃、MnO等]制取CoC1₂•6H₂0的工藝流程如圖1：

己知：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）浸出過程中加Na₂S0₃的作用是將Fe³⁺、Co³⁺還原．
（2）寫出浸出液中加氧化劑H₂0₂發生反應的離子方程式2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）加Na₂C0₃調pH至5.2的目的是完全沉淀Fe³⁺、Al³⁺．
（4）萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關系如圖2．萃取劑的作用是除去溶液中的Mn²⁺；其使用的較適宜pH范圍是B．
A.2.0～2.5      B.3.0～3.5      C.4.0～4.5
（5）為測定粗產品中CoC1₂•6H₂0的含量，稱取一定質量的粗產品溶于水，加入足量AgN0₃溶液，過濾、洗滌，將沉淀烘干后稱其質量．若沉淀未烘干就直接稱量，則會導致粗產品中CoCl₂•6H₂0的質量分數的計算結果大于實際值（填大于、等于或小于）．

Answer 1

分析 含鈷廢料中加入鹽酸和亞硫酸鈉，可得CoCl₂、AlCl₃、FeCl₂、MgCl₂、CaCl₂、MnCl₂，加入NaClO₃，可得到FeCl₃，然后加入Na₂CO₃調pH至5.2，可得到Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀，過濾后所得濾液主要含有CoCl₂、MgCl₂、CaCl₂、MnCl₂，向溶液中加入NaF溶液，除去鈣鎂離子，然后過濾得到的濾液中II中加入萃取劑，萃取后溶液加入草酸銨，得到草酸鈷，
（1）亞硫酸鈉具有還原性，能還原氧化性離子；
（2）過氧化氫氧化氧化亞鐵離子為鐵離子，調節溶液PH便于沉淀Fe³⁺除去；
（3）根據鋁離子、鐵離子能與碳酸根離子發生雙水解生成沉淀和二氧化碳進行解答；
（4）濾液Ⅱ中加入萃取劑的作用是除去錳離子；根據圖知，調節溶液PH在3.0～3.5之間，可使Mn²⁺完全沉淀，并防止Co²⁺轉化為Co（OH）₂沉淀；
（5）原理是利用氯離子守恒，用稱量出的氯化銀質量計算氯元素物質的量，得到CoC1₂•6H₂0物質的量，計算CoC1₂•6H₂0含量分析；

解答 解：（1）亞硫酸鈉具有還原性，能還原氧化性離子Fe³⁺、Co³⁺，所以浸出過程中加入Na₂SO₃的目的是將Fe³⁺、Co³⁺還原，故答案為：將Fe³⁺、Co³⁺還原；
（2）浸出液中加氧化劑H₂0₂發生反應是酸性條件小氧化亞鐵離子為鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）NaClO₃的作用是將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，加Na₂CO₃調pH至a，鋁離子能與碳酸根離子發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↑，所以沉淀成分為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃，加Na₂C0₃調pH至5.2的目的是完全沉淀Fe³⁺、Al³⁺，
故答案為：完全沉淀Fe³⁺、Al³⁺；
（4）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的關系可知，調節溶液PH在3.0～3.5之間，可使Mn²⁺完全沉淀，并防止Co²⁺轉化為Co（OH）₂沉淀，
故答案為：除去溶液中的Mn²⁺；B；
（5）稱取一定質量的粗產品溶于水，加入足量AgN0₃溶液，過濾、洗滌，將沉淀烘干后稱其質量．若沉淀未烘干就直接稱量，稱量氯化銀質量增大，氯元素物質的量增大，所以會導致粗產品中CoCl₂•6H₂0的質量分數的計算結果大于實際值，
故答案為：大于．

點評 本題通過制取CoCl₂•6H₂O的工藝流程，考查了物質制備方案的設計，題目難度中等，理解工藝流程圖、明確實驗操作與設計及相關物質的性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．