题目内容
有关钴、镍和铁化合物的性质见下表：
氯化钴可用于化学反应催化剂，油漆催干剂，干湿指示剂，啤酒泡沫稳定剂，陶瓷着色剂，制造隐显墨水等．用金属钴板（含少量Fe、Ni）制备氯化钴的工艺流程如下：
钴与盐酸反应极慢，需加入催化剂硝酸才可能进行实际生产．
（1）“除镍”步骤中，NH3?H2O用量对反应收率的影响，见下表：
从表中可知x=
（2）“除镍”步骤必须控制在一定的时间内完成，否则沉淀将有部分Co（OH）3生成，试写出反应的化学方程式
（3）“除铁”步骤中加入双氧水发生反应的离子方程式是
（4）“除铁”步骤中加入的纯碱作用是
（5）在“调pH“步骤中，加盐酸的作用是
（6）已知25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，则该温度下反应Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+的平衡常数为
| 化学式 | 沉淀完全时的pH | 钴镍性质 | ||
| Co（OH）2 | 9.4 | Co+2HCl=CoCl2+H2↑ Co2++2NH3?H2O=Co（OH）2↓+2NH
Ni+2HCl=NiCl2+H2↑ Co2++2H2O?Co（OH）2+2H+ Ni2++6NH3?H2O=[Ni（NH3）6]2++6H2O | ||
| Fe（OH）2 | 9.6 | |||
| Fe（OH）3 | 3.7 |
钴与盐酸反应极慢，需加入催化剂硝酸才可能进行实际生产．
（1）“除镍”步骤中，NH3?H2O用量对反应收率的影响，见下表：
| 加NH3?H2O调PH | 收率/% | Ni2+含量/% |
| 9 | 98.1 | 0.08 |
| 9.5 | 98 | 0.05 |
| 10 | 97.6 | 0.005 |
| 10.3 | 94 | 0.005 |
10
10
时，除镍效果最好．（2）“除镍”步骤必须控制在一定的时间内完成，否则沉淀将有部分Co（OH）3生成，试写出反应的化学方程式
4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3
4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3
．（3）“除铁”步骤中加入双氧水发生反应的离子方程式是
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
．（4）“除铁”步骤中加入的纯碱作用是
使得铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去
使得铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去
．（5）在“调pH“步骤中，加盐酸的作用是
防止Co2+水解
防止Co2+水解
．（6）已知25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，则该温度下反应Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+的平衡常数为
2.5×10-5
2.5×10-5
．分析：（1）根据表中的数据结合实际来回答判断；
（2）钴离子易从正二价被氧气氧化到正三价；
（3）双氧水具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为正三价；
（4）加入纯碱碳酸钠可以和酸发生反应，起到调节溶液的pH的作用；
（5）钴离子是弱碱阳离子，能发生水解，显示酸性；
（6）根据化学平衡常数表达式结合沉淀溶解溶度积规则进行计算．
（2）钴离子易从正二价被氧气氧化到正三价；
（3）双氧水具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为正三价；
（4）加入纯碱碳酸钠可以和酸发生反应，起到调节溶液的pH的作用；
（5）钴离子是弱碱阳离子，能发生水解，显示酸性；
（6）根据化学平衡常数表达式结合沉淀溶解溶度积规则进行计算．
解答：解：（1）根据表中的数据知道，当pH等于10的时候，收率最高，镍离子的含量最小，除镍效果最好，故答案为：10；
（2）钴离子易从正二价容易被氧气氧化到正三价，发生的化学方程式为：4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3，故答案为：4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3；
（3）双氧水具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为正三价，发生的化学反应为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（4）加入纯碱碳酸钠可以和酸发生反应，在适当的环境下，可以让铁离子形成沉淀而除去，所以加入的纯碱作用是起到调节溶液的pH的作用，故答案为：使得铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去；
（5）钴离子是弱碱阳离子，能发生水解，显示酸性，加入盐酸可以防止Co2+水解，故答案为：防止Co2+水解；
（6）Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH-）=4.0×10-38，c（H+）=
，反应Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+的平衡常数K=
═
=2.5×10-5，故答案为：2.5×10-5．
（2）钴离子易从正二价容易被氧气氧化到正三价，发生的化学方程式为：4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3，故答案为：4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3；
（3）双氧水具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为正三价，发生的化学反应为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（4）加入纯碱碳酸钠可以和酸发生反应，在适当的环境下，可以让铁离子形成沉淀而除去，所以加入的纯碱作用是起到调节溶液的pH的作用，故答案为：使得铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去；
（5）钴离子是弱碱阳离子，能发生水解，显示酸性，加入盐酸可以防止Co2+水解，故答案为：防止Co2+水解；
（6）Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH-）=4.0×10-38，c（H+）=
| 10-14 |
| c(OH-) |
| c(H+)3 |
| c(Fe3+) |
| 10-42 |
| c(Fe3+)?c(OH-)3 |
=2.5×10-5，故答案为：2.5×10-5．
点评：本题是一道实验探究题，能较好的考查学生分析和解决问题的能力，注意实验方案的设计原理和步骤利用关系式计算，依据已有的知识结合物质间反应的实验现象进行物质成分的推断，是解答的关键，平时注意打好扎实的基础知识和灵活应用知识解决问题的能力培养，题目难度中等．
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