Question

19．CoC1₂•6H₂0是一种饲料营养强化剂．一种利用水钴矿[主要成分为Co₂0₃、Co（OH）₃，还含少量Fe₂0₃、A1₂0₃、MnO等]制取CoC1₂•6H₂0的工艺流程如图1：

己知：①浸出液含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺等； ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Co（OH）2	Al（OH）3	Mn（OH）2
开始沉淀	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）浸出过程中加Na₂S0₃的作用是将Fe³⁺、Co³⁺还原．
（2）写出浸出液中加氧化剂H₂0₂发生反应的离子方程式2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）加Na₂C0₃调pH至5.2的目的是完全沉淀Fe³⁺、Al³⁺．
（4）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图2．萃取剂的作用是除去溶液中的Mn²⁺；其使用的较适宜pH范围是B．
A.2.0～2.5      B.3.0～3.5      C.4.0～4.5
（5）为测定粗产品中CoC1₂•6H₂0的含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgN0₃溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量．若沉淀未烘干就直接称量，则会导致粗产品中CoCl₂•6H₂0的质量分数的计算结果大于实际值（填大于、等于或小于）．

Answer 1

分析 含钴废料中加入盐酸和亚硫酸钠，可得CoCl₂、AlCl₃、FeCl₂、MgCl₂、CaCl₂、MnCl₂，加入NaClO₃，可得到FeCl₃，然后加入Na₂CO₃调pH至5.2，可得到Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀，过滤后所得滤液主要含有CoCl₂、MgCl₂、CaCl₂、MnCl₂，向溶液中加入NaF溶液，除去钙镁离子，然后过滤得到的滤液中II中加入萃取剂，萃取后溶液加入草酸铵，得到草酸钴，
（1）亚硫酸钠具有还原性，能还原氧化性离子；
（2）过氧化氢氧化氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH便于沉淀Fe³⁺除去；
（3）根据铝离子、铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成沉淀和二氧化碳进行解答；
（4）滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是除去锰离子；根据图知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，可使Mn²⁺完全沉淀，并防止Co²⁺转化为Co（OH）₂沉淀；
（5）原理是利用氯离子守恒，用称量出的氯化银质量计算氯元素物质的量，得到CoC1₂•6H₂0物质的量，计算CoC1₂•6H₂0含量分析；

解答 解：（1）亚硫酸钠具有还原性，能还原氧化性离子Fe³⁺、Co³⁺，所以浸出过程中加入Na₂SO₃的目的是将Fe³⁺、Co³⁺还原，故答案为：将Fe³⁺、Co³⁺还原；
（2）浸出液中加氧化剂H₂0₂发生反应是酸性条件小氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）NaClO₃的作用是将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，加Na₂CO₃调pH至a，铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，水解的离子方程式为：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑；铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铁和二氧化碳，水解的离子方程式为：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，所以沉淀成分为：Fe（OH）₃、Al（OH）₃，加Na₂C0₃调pH至5.2的目的是完全沉淀Fe³⁺、Al³⁺，
故答案为：完全沉淀Fe³⁺、Al³⁺；
（4）根据流程图可知，此时溶液中存在Mn²⁺、Co²⁺金属离子；
由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，可使Mn²⁺完全沉淀，并防止Co²⁺转化为Co（OH）₂沉淀，
故答案为：除去溶液中的Mn²⁺；B；
（5）称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgN0₃溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量．若沉淀未烘干就直接称量，称量氯化银质量增大，氯元素物质的量增大，所以会导致粗产品中CoCl₂•6H₂0的质量分数的计算结果大于实际值，
故答案为：大于．

点评 本题通过制取CoCl₂•6H₂O的工艺流程，考查了物质制备方案的设计，题目难度中等，理解工艺流程图、明确实验操作与设计及相关物质的性质是解答本题的关键，试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．