题目内容

5．有关钴和铁化合物的性质见下表
分子式溶度积Ksp沉淀完全时的pH氯化钴晶体的性质
Co（OH）25.9×10-159.4CoCl2•6H2O呈红色，常温下稳定．110～120℃时脱水变成蓝色无水氯化钴
Fe（OH）21.6×10-149.6
Fe（OH）31.1×10-363.7
用含钴废料（含少量铁）可制备氯化钴：Co+2HCl═CoCl2+H2↑．工艺流程如下：

试回答：
（1）“净化除铁”中，写出加入H2O2时反应的离子方程式2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
（2）②步中用Na2CO3调pH≈4的原因是碳酸钠可与盐酸反应，降低溶液的酸性，增大pH，使铁离子沉淀完全．
（3）“滤液”中所含主要溶质的化学式是CoCl2、NaCl、HCl．
（4）为防止CoCl2•6H2O脱水，“干燥”时可采用的方法或操作是减压烘干晶体表面的水分，或常温下晾干，或常温下鼓风吹干，或低于100度小心烘干等．

分析 （1）双氧水具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为正三价；
（2）根据Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH-），pH=-lgc（H+），可知，pH＞4Fe（OH）3沉淀完全；
（3）当除尽Fe3+后，滤液中所含溶质有NaCl、CoCl2；
（4）根据CoCl2•6H2O呈红色，常温下稳定．110°C～120°C时脱水变成蓝色无水氯化钴进行解答．

解答 解：（1）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；
（2）滤液中（Fe3+）≤1.0×10-5mol/L时，可视为Fe3+沉淀完全，Ksp[Fe（OH）3]=1.0×10-35=c（Fe3+）×c3（OH-）=1.0×10-5mol•L-1×c3（OH-），所以c（OH-）=10-10mol•L-1，c（H+）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-10}}$mol•L-1=10-4mol•L-1，PH=-lgc（H+）=-lg10-4=4，所以为了使Fe3+完全沉淀，用Na2CO3调pH≈4，碳酸钠可与盐酸反应，降低溶液的酸性，增大pH，使铁离子沉淀完全，
故答案为：碳酸钠可与盐酸反应，降低溶液的酸性，增大pH，使铁离子沉淀完全；
（3）除去Fe3+，滤液中主要含有NaCl、CoCl2、以及极少量的HCl，
故答案为：CoCl2、NaCl、HCl；
（4）因CoCl2•6H2O在110°C～120°C时脱水变成蓝色无水氯化钴，所以不能用高温烘干，为了防止CoCl2•6H2O脱水，“干燥”时宜采用的方法或操作是减压烘干晶体表面的水分，或常温下晾干，或常温下鼓风吹干，或低于100度小心烘干等，
故答案为：减压烘干晶体表面的水分，或常温下晾干，或常温下鼓风吹干，或低于100度小心烘干等．

点评 本题主要考查了制备氯化钴的工艺流程，掌握它们的反应原理是解答的关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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1个大气压5个大气压10个大气压15个大气压
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　500℃　0.9675　0.9767　0.9852　0.9894
　600℃　0.8520　0.8897　0.9276　0.9468
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