Question

18．用含鈷廢料（含CoCO₃、少量NiCO₃與鐵屑）制備CoCl₂•6H₂O的工藝流程如圖1：

已知：除鎳過程中溶液pH對Co的冋收率影響如圖2所示；部分金屬離子在實驗條件下開始沉淀和完全沉淀的pH如表所示．

金屬離子	開始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Fe3+	1.5	4.1
Fe2+	7.5	9.7
Co2+	6.6	9.4
Ni2+	6.7	9.5

（1）酸浸工藝中用“稀HCl”替代了傳統的“鹽酸與硝酸的混酸”，其優(yōu)點為減少有毒氣體氮氧化物的排放；防止產品中混有硝酸鹽（或防止將Co²⁺氧化）．
（2）除鎳時應調節(jié)pH=10；此步驟中Ni²⁺是否形成Ni（OH）₂沉淀？否．
（3）除鐵過程包括以下多個步驟：①向溶液中滴加適量30%H₂O₂，使其充分反應；②向溶液中加入CoCO₃，調節(jié)溶液pH4．l≤pH＜6.6，使Fe³⁺沉淀完全；③過濾得CoCl₂溶液． （可供選用的試劑：30% H₂O₂、l.0mol•L^-1KMnO₄、NaOH固體、CoCO₃固體）
（4）除鐵后加入鹽酸調pH的作用是抑制Co²⁺水解．
（5）工業(yè)上采用減壓蒸干的方法制備CoCl₂•6H₂O，減壓蒸干的目的是防止CoCl₂•6H₂O分解．

Answer 1

分析 含鈷廢料（含CoCO₃、少量NiCO₃與鐵屑）加稀鹽酸酸浸，得到Co²⁺、Ni²⁺、Fe²⁺的溶液，加氨水將Co²⁺、Fe²⁺沉淀，過濾，向沉淀中加入鹽酸酸浸得到Co²⁺、Fe²⁺，向溶液中滴加適量30%H₂O₂，氧化亞鐵離子，向溶液中加入CoCO₃，調節(jié)溶液pH4．l≤pH＜6.6，使Fe³⁺沉淀完全，過濾得CoCl₂溶液，減壓蒸干溶液，結晶干燥得CoCl₂•6H₂O，據此分析解答．

解答 解：（1）硝酸酸浸時氧化Co²⁺產生氮氧化物，酸浸工藝中用“稀HCl”替代了傳統的“鹽酸與硝酸的混酸”，減少有毒氣體氮氧化物的排放；防止產品中混有硝酸鹽（或防止將Co²⁺氧化）；
故答案為：減少有毒氣體氮氧化物的排放；防止產品中混有硝酸鹽（或防止將Co²⁺氧化）；
（2）由圖2可知，pH=10時，Co的回收率高且Ni的含量低，流程中除鎳，Co元素在濾渣中，Ni元素在濾液中，故未形成沉淀；
故答案為：10；否；
（3）除鐵過程中，向將亞鐵離子氧化為鐵離子，調劑pH沉淀鐵離子，不引入新雜質，故選擇過氧化氫做氧化劑，用CoCO₃調節(jié)pH，故除鐵為：①向溶液中滴加適量30%H₂O₂，使其充分反應；②向溶液中加入CoCO₃，調節(jié)溶液pH4．l≤pH＜6.6，使Fe³⁺沉淀完全；③過濾得CoCl₂溶液；
故答案為：①向溶液中滴加適量30%H₂O₂，使其充分反應；②向溶液中加入CoCO₃，調節(jié)溶液pH4．l≤pH＜6.6，使Fe³⁺沉淀完全；
（4）Co²⁺水解，故加鹽酸抑制Co²⁺水解；
故答案為：抑制Co²⁺水解；
（5）工業(yè)上采用減壓蒸干的方法制備CoCl₂•6H₂O，減壓蒸干的目的是防止CoCl₂•6H₂O分解；
故答案為：防止CoCl₂•6H₂O分解．

點評 本題考查物質分離和提純，為高頻考點，涉及氧化還原反應、物質分離和提純方法、鹽類水解、難溶物溶解平衡等知識點，側重考查學生知識運用能力，題目難度中等．