Question

【題目】CoCl2·6H2O是一種飼料營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑。以含鈷廢料（含少量Fe、Al等雜質(zhì)）制取CoCl2·6H2O的一種新工藝流程如下圖：

已知：①CoCl2·6H2O熔點(diǎn)86℃，易溶于水、乙醚等；常溫下穩(wěn)定無(wú)毒，加熱至110~120℃時(shí)，易失去結(jié)晶水變成有毒的無(wú)水氯化鈷。（乙醚：無(wú)色液體，沸點(diǎn)34.5℃，在水中的溶解度�。�

②部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3
開(kāi)始沉淀	2.3	7.5	7.6	3.4
完全沉淀	4.1	9.7	9.2	5.2

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）鈷的性質(zhì)與鐵相似，能與鹽酸和硝酸反應(yīng)，寫出鈷與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________。

（2）在上述新工藝中，用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料，其主要優(yōu)點(diǎn):

①為__________________________，防止大氣污染；

②防止產(chǎn)品中混有硝酸鹽。

（3） 加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a，a的范圍應(yīng)是5.2～_________。

（4） 操作Ⅰ包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作，它們是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和_________。

（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷Ksp[Fe(OH)3] ________Ksp[Co(OH)2] (填“＜”、“=”或“＞”) 。在實(shí)驗(yàn)室中，為了從上述產(chǎn)品中獲得純凈的CoCl2·6H2O，采用的方法是：將產(chǎn)品溶于乙醚過(guò)濾后，再蒸餾。

Answer 1

【答案】 Co＋2HCl=CoCl2＋H2↑ 避免生成氮的氧化物（或減少有毒氣體的排放等） 7.6 過(guò)濾 ＜

【解析】試題分析：由流程可知，含鈷廢料經(jīng)酸溶后，少量Fe、Al等雜質(zhì)也會(huì)同時(shí)溶解生成亞鐵離子和鋁離子，加入雙氧水把亞鐵離子氧化為鐵離子，再加碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH，以除去雜質(zhì)離子。過(guò)濾后，加入鹽酸酸化以防鈷離子水解，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過(guò)濾、烘干得產(chǎn)品。

（1）鈷的性質(zhì)與鐵相似，能與鹽酸和硝酸反應(yīng)，鈷與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Co＋2HCl=CoCl2＋H2↑。

（2）在上述新工藝中，用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料，其主要優(yōu)點(diǎn)有：①為避免生成氮的氧化物（或減少有毒氣體的排放等），防止大氣污染；②防止產(chǎn)品中混有硝酸鹽。

（3） 表中數(shù)據(jù)可知，鐵離子和鋁離子沉淀完全的pH分別為4.1、5.2，而鈷離子開(kāi)始沉淀的pH為7.6，所以，加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至5.2～7.6。

（4） 操作Ⅰ包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作，它們是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過(guò)濾。

（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，鐵離子沉淀完全的pH低于鈷離子開(kāi)始沉淀的pH，可以判斷Ksp[Fe(OH)3] ＜Ksp[Co(OH)2]。