题目内容
【题目】利用水钴矿[主要成分为Co2O3和Co(OH)3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下：
已知：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）提高水钴矿浸出速率的措施有_______________________________________（填写两点），浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式为________________________。
（2）NaClO3的作用是_________________________________。
（3）加Na2CO3调pH至5.2所得沉淀为_________________。
（4）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。萃取剂的作用是___________________________________________；其使用的适宜pH范围是______________。
A．2.0~2.5 B．3.0~3.5 C．4.0~4.5
（5）由萃取后余液获得粗产品的操作步骤为_____________。
【答案】 适当升高温度、适当增大盐酸浓度或将水钴矿粉碎 Co2O3+SO32+4H+ = 2Co2++SO42-+2H2O 将Fe2+氧化成Fe3+ Fe(OH)3、Al(OH)3 除去溶液中的Mn2+ B 蒸发浓缩，冷却结晶，过滤
【解析】含钴废料中加入盐酸、Na2SO3，可得CoCl2、AlCl3、FeCl2，加入NaClO3，发生氧化还原反应可得到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，为得到CoCl26H2O晶体，应控制温度在86℃以下，加热时要防止温度过高而失去结晶水，可减压烘干。
(1)根据影响化学反应速率的因素，提高水钴矿浸出速率的措施有适当升高温度、适当增大盐酸浓度或将水钴矿粉碎等，酸性条件下，Co2O3和SO32-发生氧化还原反应生成Co2+、SO42-，反应离子方程式为：Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O，故答案为：适当升高温度、适当增大盐酸浓度或将水钴矿粉碎；Co2O3+SO32+4H+ = 2Co2++SO42-+2H2O；
(2)酸性条件下，NaClO3可以将Fe2+氧化为Fe3+，便于调节pH转化氢氧化铁沉淀而除去，故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+；
(3)“加Na2CO3调pH至a”，目的是除去铁离子、铝离子，将铁离子、铝离子转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤除去，故答案为：Fe(OH)3、Al(OH)3；
(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)从萃取后余液中获得粗产品，可以通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤即可，故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤。
