题目内容

CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如下图：

已知：①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co＋2HCl=CoCl2＋H2↑

②CoCl2·6H2O熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110~120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。

③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

开始沉淀

2.3

7.5

7.6

3.4

完全沉淀

4.1

9.7

9.2

5.2

（16分，每空4分）

（1）2Fe2+ + 2H+ + H2O2  = 2Fe3+ + 2H2O

（2）5.2～7.6

（3）蒸发浓缩、冷却结晶和过滤

（4）降低烘干温度，防止产品分解

练习册系列答案
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一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co2O3?CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中．从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如图1所示：

（1）过程Ⅰ中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
．
（2）过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴．则浸出钴的化学反应方程式为（产物中只有一种酸根）
4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O
4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O
．在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因
Co2O3?CoO可氧化盐酸产生Cl2污染环境
Co2O3?CoO可氧化盐酸产生Cl2污染环境
．
（3）过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al（OH）3，碳酸钠溶液在产生Al（OH）3时起重要作用，请写出该反应的离子方程式
2Al3++3CO32-+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑
2Al3++3CO32-+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑
．
（4）碳酸钠溶液在过程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同，请写出在过程Ⅳ中起的作用是
调整pH，提供CO32-，使Co2+沉淀为CoCO3
调整pH，提供CO32-，使Co2+沉淀为CoCO3
．
（5）在Na2CO3溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是
BCD
BCD
（填序号）．
A、c（Na+）=2c（CO32-）
B、c（Na+）＞c（CO32-）＞c（HCO3-）
C、c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）
D、c（OH-）-c（H+）═c（HCO3-）+2c（H2CO3）
（6）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液．CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水．如图是粉红色的CoCl2?6H2O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，A物质的化学式是
CoCl2?2H2O
CoCl2?2H2O
．
（2011?连云港模拟）CoCl2?6H2O是一种饲料营养强化剂．以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl2?6H2O的一种新工艺流程如图：


已知：①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co+2HCl=CoCl2+H2↑
②CoCl2?6H2O熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110～120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴．
③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 开始沉淀 2.3 7.5 7.6 3.4 完全沉淀 4.1 9.7 9.2 5.2
请回答下列问题：
（1）在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为
减少有毒气体的排放，防止大气污染，防止产品中混有硝酸盐
减少有毒气体的排放，防止大气污染，防止产品中混有硝酸盐
．
（2）加入过氧化氢反应的离子方程式是
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

（3）加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是
5.2～7.6
5.2～7.6
，pH调至a后过滤，再用试剂X将滤液的pH调节至2～3，所用的试剂X为
盐酸
盐酸
．
（4）操作Ⅰ包含3个基本实验操作，它们是
蒸发浓缩
蒸发浓缩
、
冷却结晶
冷却结晶
和过滤．
（5）制得的CoCl2?6H2O需减压烘干的原因是
降低烘干温度，防止产品分解
降低烘干温度，防止产品分解
．
（6）在实验室中，为了从上述产品中获得纯净的CoCl2?6H2O，采用的方法是
将产品溶于乙醚过滤后，再蒸馏
将产品溶于乙醚过滤后，再蒸馏
．
有关钴和铁化合物的性质见下表：
化学式 溶度积（室温时）Ksp 沉淀完全时的pH 氯化钴晶体的性质
Co（OH）2 5.9×10-15 9.4 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
Fe（OH）2 1.6×10-14 9.6
Fe（OH）3 1.0×10-35 x
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CoCO3（难溶）调pH时反应的离子方程式
CoCO3+2H+=Co2++H2O+CO2↑
CoCO3+2H+=Co2++H2O+CO2↑

（2）滤液中（Fe3+）≤1.0×10-5mol/L时，可视为Fe3+沉淀完全．试计算室温下，Fe（OH）3沉淀完全时，则x=
4
4
．
（3）②步中用CoCO3调pH略大于x的原因是
使Fe3+完全沉淀
使Fe3+完全沉淀
．
（4）滤液中所含溶质有
CoCl2
CoCl2
，
NaCl
NaCl
．
（5）为了防止CoCl2?6H2O脱水，“干燥”时宜采用的方法或操作是
减压或温度低于110℃
减压或温度低于110℃
，
或在HCl气流中加热
或在HCl气流中加热
．
CoCl2?6H2O是一种饲料营养强化剂．一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3、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）写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式
Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O
Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O
．
（2）NaClO3的作用是
将Fe2+氧化成Fe3+
将Fe2+氧化成Fe3+
．
（3）加Na2CO3调pH至5.2所得沉淀为
Fe（OH）3、Al（OH）3
Fe（OH）3、Al（OH）3
．
（4）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如右图．萃取剂的作用是
除去溶液中的Mn2+
除去溶液中的Mn2+
；其使用的适宜pH范围是
B
B
．
A．2.0～2.5   B．3.0～3.5  C．4.0～4.5
（5）为测定粗产品中CoCl2?6H2O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO3溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量．通过计算发现粗产品中CoCl2?6H2O的质量分数大于100%，其原因可能是
粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水
粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水
．（答一条即可）
（2011?宜宾模拟）CoCl2?6H2O是一种饲料营养强化剂．以含钴（Co）废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl2?6H2O的一种新工艺，流程如图：

已知：
①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co+2HCl=CoCl2+H2↑
②CoCl2?6H2o熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110～120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴．
③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
开始沉淀 2.3 7.5 7.6 3.4
完全沉淀 4.0 9.7 9.2 5.2
回答下列问题：
（1）在上述工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为
减少有毒气体的排放，防止大气污染；防止产品中混有硝酸盐
减少有毒气体的排放，防止大气污染；防止产品中混有硝酸盐
．
（2）加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是
5.2≤a≤7.6
5.2≤a≤7.6
．
（3）操作I包含3个基本实验操作，它们是
蒸发浓缩、冷却结晶
蒸发浓缩、冷却结晶
和过滤．
（4）制得的CoCl2?6H2O需减压烘干的原因是
降低烘干温度，防止产品分解
降低烘干温度，防止产品分解
．
（5）为测定产品中CoCl2?6H2O的含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量．通过计算发现产品中CoCl2?6H2O的质量分数大于100%，其原因可能是
样品中含有氯化钠杂质；烘干时失去了部分结晶水
样品中含有氯化钠杂质；烘干时失去了部分结晶水
．
（6）在实验室中，为了从上述产品中获得纯净的CoCl2?6H2O，采用的方法是
将产品溶于乙醚，过滤后再蒸馏
将产品溶于乙醚，过滤后再蒸馏
．

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