Question

氯化鈷用作陶瓷、涂料、釀造、國(guó)防工業(yè)等．利用鈷礦[主要成分為Co₂O₃、Co（OH）₃，還含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO]制取CoCl₂?6H₂O（呈紅色，常溫下穩(wěn)定，110～120℃時(shí)脫水變成藍(lán)色無(wú)水氯化鈷）的工藝流程如下：

（1）寫出步驟②中Fe²⁺發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

 

．
（2）步驟⑤蒸發(fā)、結(jié)晶操作除鐵架臺(tái)外還需的儀器為

 

．干燥時(shí)可采用的方法或操作是

 

．
（3）已知25℃時(shí)，K_sp[Co（OH）₂]=5.9×10^-15，K_sp[Fe（OH）₂]=1.6×10^-14．在25℃下，向濃度均為0.1mol?L^-1的FeCl₂和CoCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成

 

沉淀（填化學(xué)式）．
（4）若鈷礦為mg，Co₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a，Co（OH）₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b，理論可制備氯化鈷的質(zhì)量為

 

g（寫出表達(dá)式即可，不需化簡(jiǎn)）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：流程分析，鈷礦主要成分為Co₂O₃、Co（OH）₃，還含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO，加入過(guò)量鹽酸酸溶，加入亞硫酸鈉還原鐵離子，得到溶液含有Co³⁺，F(xiàn)e²⁺、Mn²⁺、Al³⁺，加入NaClO₃氧化亞鐵離子為鐵離子加入dgCoO調(diào)節(jié)溶液PH至5.2使鐵離子和鋁離子全部沉淀過(guò)濾得到濾液，加入萃取劑得到氯化鈷溶液，蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈷晶體；
（1）步驟②中Fe²⁺發(fā)生反應(yīng)是被氯酸根離子氧化為鐵離子，氯酸根離子被還原為氯離子；
（2）蒸發(fā)、結(jié)晶操作除鐵架臺(tái)外還需的儀器是蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈；
（3）組成結(jié)構(gòu)相似的難溶物可以依據(jù)溶度積常數(shù)大小判斷溶解度大小；
（4）依據(jù)鈷元素守恒計(jì)算；

解答： 解：（1）步驟②中Fe²⁺發(fā)生反應(yīng)是被氯酸根離子氧化為鐵離子，氯酸根離子被還原為氯離子，反應(yīng)的離子方程式為：6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
故答案為：6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
（2）步驟⑤蒸發(fā)、結(jié)晶操作除鐵架臺(tái)外還需的儀器是蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈；干燥時(shí)可采用的方法或操作是：常溫下晾干或常溫下鼓風(fēng)吹干，或低于100°C小心烘干；
故答案為：蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈；常溫下晾干或常溫下鼓風(fēng)吹干，或低于100°C小心烘干；
（3）已知25℃時(shí)，K_sp[Co（OH）₂]=5.9×10^-15，K_sp[Fe（OH）₂]=1.6×10^-14，在25℃下，向濃度均為0.1mol?L^-1的FeCl₂和CoCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，Co（OH）₂，F(xiàn)e（OH）₂，組成結(jié)構(gòu)相似，可以依據(jù)溶度積常數(shù)大小分析，Ksp越小先析出沉淀，屬于先生成Co（OH）₂；
故答案為：Co（OH）₂；
（4）若鈷礦為mg，Co₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a，則鈷元素物質(zhì)的量=

am

166

×2mol，Co（OH）₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b，故元素物質(zhì)的量=

mb

110

，加入dgCoO中鈷的物質(zhì)的量=

d

75

，所以理論可制備氯化鈷的質(zhì)量=130×（

am

83

+

mb

110

+

d

75

）；
故答案為：130×（

am

83

+

mb

110

+

d

75

）；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)分離提純的方法和過(guò)程分析判斷，注意試劑的作用分析，沉淀溶解平衡的計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．