Question

【題目】CoCl2可用于電鍍，是一種性能優(yōu)越的電池前驅(qū)材料，由含鈷礦(Co元素主要以Co2O3、CoO存在，還含有Fe、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Mg、Ca元素)制取氯化鈷晶體的一種工藝流程如下：

已知：①焦亞硫酸鈉Na2S2O5，常做食品抗氧化劑。CaF2、MgF2難溶于水。

②CoCl2·6H2O熔點(diǎn)86℃，易溶于水、乙醚等；常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至110—120℃時(shí)，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷。

③部分金屬離子形成氫氧化物的pH見下表：

	Co3+	Fe3+	Cu2+	Co2+	Fe2+	Zn2+	Mn2+	Mg2+
開始沉淀pH	0.3	2.7	5.5	7.2	7.6	7.6	8.3	9.6
完全沉淀pH	1.1	3.2	6.6	9.2	9.6	9.2	9.3	11.1

回答下列問題：

（1）操作①的名稱為_________，NaClO3具有氧化性，其名稱為__________________。

（2）浸取中加入Na2S2O5的作用是___________________________。

（3）濾液1中加入NaClO3/span>的作用是_______________________________________，相關(guān)的離子方程式為__________________________________________。

（4）加入Na2CO3溶液生成濾渣2的主要離子方程式為___________________________。

（5）濾渣3主要成分為________________________(寫化學(xué)式)。

濾液3經(jīng)過多次萃取與反萃取制備CoCl2晶體

（6）濾液3中加入萃取劑I，然后用稀鹽酸反萃取的目的是_______________________。

（7）制備晶體CoCl2·6H2O，需在減壓環(huán)境下烘干的原因是_________________________________。

Answer 1

【答案】過濾 氯酸鈉 將正三價(jià)鈷還原成正二價(jià)鈷 將Fe2＋氧化成Fe3＋，便于分離 6Fe2＋＋ClO3－＋6H＋=6Fe3＋＋Cl－＋3H2O 2Fe3＋＋3CO32－＋3H2O=2Fe(OH)3↓＋3CO2↑ CaF2和MgF2 分離出溶液中的Mn2＋、Cu2＋、Zn2＋，回收利用 降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解，產(chǎn)生有毒的無水氯化鈷

【解析】

流程題先找出原料和雜質(zhì)，以及制備的物質(zhì)，注意題中所給信息的運(yùn)用，帶著問題看流程，流程題一般是雜質(zhì)的處理和物質(zhì)的提純；

（1）根據(jù)流程，操作①得到濾渣和濾液，即操作①為過濾；NaClO3具有氧化性，其名稱為氯酸鈉；

（2）根據(jù)信息①，Na2S2O5常作食品抗氧化劑，即Na2S2O5為還原劑，根據(jù)含鈷礦中Co存在的化合價(jià)，以及該流程制備氯化鈷，因此Na2S2O5將正三價(jià)鈷還原成正二價(jià)鈷；

（3）根據(jù)加入NaClO3后的操作，“加入Na2CO3，調(diào)節(jié)pH3.0～3.5”，其目的是讓Fe3＋以Fe(OH)3形式沉淀出來，除去鐵元素，即加入NaClO3的目的是將Fe2＋氧化成Fe3＋，便于分離；反應(yīng)的離子方程式為6Fe2＋＋ClO3－＋6H＋=6Fe3＋＋Cl－＋3H2O；

（4）Na2CO3與Fe3＋發(fā)生雙水解反應(yīng)，其離子方程式為2Fe3＋＋3CO32－＋3H2O=2Fe(OH)3↓＋3CO2↑；

（5）根據(jù)題中信息①，CaF2和MgF2難溶于水，因此濾渣3的成分是CaF2和MgF2；

（6）根據(jù)流程，把Fe、Si、Ca、Mg等雜質(zhì)元素除去，而Cu、Zn、Mn、Ni等雜質(zhì)還沒除去，濾液3加入萃取劑I，得到有機(jī)層和Co2＋、Ni2＋，溶液，即有機(jī)層中含有Cu、Zn、Mn元素，因此加入稀鹽酸反萃取的目的是分離出溶液中的Mn2＋、Cu2＋、Zn2＋，回收利用；

（7）CoCl2·6H2O熔點(diǎn)86℃，易溶于水、乙醚等，常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至110－120℃時(shí)，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷，因此減壓環(huán)境下烘干的原因是降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解，產(chǎn)生有毒的無水氯化鈷。