Question

有關鈷和鐵化合物的性質見下表：

化學式	溶度積（室溫時）Ksp	沉淀完全時的pH	氯化鈷晶體的性質
Co（OH）2	5.9×10-15	9.4	CoCl2?6H2O呈紅色，常溫下穩定．110°C～120°C時脫水變成藍色無水氯化鈷
Fe（OH）2	1.6×10-14	9.6
Fe（OH）3	1.0×10-35	x

用含鈷廢料（含少量鐵）可制備氯化鈷：Co+2HCl═CoCl₂+H₂↑工藝流程如下：

試回答：
（1）“凈化除鐵”中，寫出加入CoCO₃（難溶）調pH時反應的離子方程式______
（2）濾液中（Fe³⁺）≤1.0×10^-5mol/L時，可視為Fe³⁺沉淀完全．試計算室溫下，Fe（OH）₃沉淀完全時，則x=______．
（3）②步中用CoCO₃調pH略大于x的原因是______．
（4）濾液中所含溶質有______，______．
（5）為了防止CoCl₂?6H₂O脫水，“干燥”時宜采用的方法或操作是______，______．

Answer 1

解：（1））“凈化除鐵”中，加入CoCO₃（難溶），CoCO₃屬于碳酸鹽，可與酸反應，CoCO₃+2H⁺=Co²⁺+H₂O+CO₂↑，通過此反應降低溶液的酸性，調溶液的pH，
故答案為：CoCO₃+2H⁺=Co²⁺+H₂O+CO₂↑；
（2）濾液中（Fe³⁺）≤1.0×10^-5mol/L時，可視為Fe³⁺沉淀完全，K_sp[Fe（OH）₃]=1.0×10^-35=c（Fe³⁺）×c³（OH^-）=1.0×10^-5mol?L^-1×c³（OH^-），所以c（OH^-）=10^-10mol?L^-1，c（H⁺）=mol?L^-1=10^-4mol?L^-1，PH=-lgc（H⁺）=-lg10^-4=4；
故答案為：4；
（3）根據（2）分析可知，為了使Fe³⁺完全沉淀，pH應略大于4，故答案為：使Fe³⁺完全沉淀；
（4）除去Fe³⁺，濾液中主要含有NaCl、CoCl₂、以及極少量的HCl，故答案為：CoCl₂；NaCl；
（5）因CoCl₂?6H₂O在110°C～120°C時脫水變成藍色無水氯化鈷，所以不能用高溫烘干，為了防止CoCl₂?6H₂O脫水，“干燥”時宜采用的方法或操作是減壓或溫度低于110℃或在HCl氣流中加熱，故答案為：減壓或溫度低于110℃；或在HCl氣流中加熱．
分析：（1）碳酸鹽在酸性溶液中可溶；
（2）根據K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）×c³（OH^-），pH=-lgc（H⁺）進行計算；
（3）通過（2）分析可知，pH＞4Fe（OH）₃沉淀完全；
（4）當除盡Fe³⁺后，濾液中所含溶質有NaCl、CoCl₂；
（5）根據CoCl₂?6H₂O呈紅色，常溫下穩定．110°C～120°C時脫水變成藍色無水氯化鈷進行解答．
點評：本題主要考查了制備氯化鈷的工藝流程，掌握它們的反應原理是解答的關鍵，題目難度中等．