Question

【題目】CoCl2可用于電鍍，是一種性能優(yōu)越的電池前驅(qū)材料，由含鈷礦(Co元素主要以Co2O3、CoO存在，還含有Fe、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Mg、Ca元素)制取氯化鈷晶體的一種工藝流程如下：

已知：①焦亞硫酸鈉Na2S2O5，常做食品抗氧化劑。CaF2、MgF2難溶于水。

②CoCl2·6H2O熔點(diǎn)86℃，易溶于水、乙醚等；常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至110~120℃時(shí)，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷。

③部分金屬離子形成氫氧化物的pH見下表：

回答下列問題：

（1）操作①的名稱為_________，NaClO3具有氧化性，其名稱為__________________。

（2）浸取中加入Na2S2O5的作用是___________________________。

（3）濾液1中加入NaClO3的作用是_________，相關(guān)的離子方程式為__________________。

（4）加入Na2CO3溶液生成濾渣2的主要離子方程式為___________________________。

（5）濾渣3主要成分為__________________(寫化學(xué)式)。濾液3經(jīng)過多次萃取與反萃取制備CoCl2晶體

（6）濾液3中加入萃取劑I，然后用稀鹽酸反萃取的目的是___________________________。

（7）制備晶體CoCl2·6H2O，需在減壓環(huán)境下烘干的原因是___________________________。

Answer 1

【答案】過濾 氯酸鈉 將+3價(jià)鈷還原為+2價(jià)鈷 將亞鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，便于分離 6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O 2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑ CaF2、MgF2 分離出溶液中的Mn2+、Cu2+、Zn2+，回收利用 降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解產(chǎn)生有毒的無水氯化鈷

【解析】

(1)操作①后得到濾液和濾渣，據(jù)此判斷；NaClO3名稱為氯酸鈉；

(2)焦亞硫酸鈉Na2S2O5，常做食品抗氧化劑，具有還原性可將+3價(jià)鈷轉(zhuǎn)化為+2價(jià)鈷；

(3)濾液1中加入NaClO3將亞鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，便于分離；

(4)Fe3+與CO32-結(jié)合成Fe(OH)3沉淀，據(jù)此判斷；

(5)故加入NaF后，得到的濾渣主要是CaF2、MgF2；

(6)反萃取可從有機(jī)層中獲取Mn2+、Cu2+、Zn2+；

(7)CoCl2·6H2O加熱至110~120℃時(shí)，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷，需在減壓環(huán)境下烘干；

(1)操作①后得到濾液和濾渣，故操作①為過濾；NaClO3中氯為+5價(jià)，其名稱為氯酸鈉；

(2)下一步操作過程中加入NaClO3，調(diào)節(jié)pH3.0~3.5時(shí)，會(huì)將+3價(jià)鈷轉(zhuǎn)化為沉淀，降低產(chǎn)率，而此時(shí)+2價(jià)鈷不會(huì)轉(zhuǎn)化為沉淀，故加入Na2S2O5的作用是將+3價(jià)鈷還原為+2價(jià)鈷；

(3)NaClO3具有氧化性，可將亞鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，便于分離，相關(guān)的離子方程式為：6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O；

(4)加入Na2CO3溶液生成濾渣Fe(OH)3，反應(yīng)式為：2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑

(5)CaF2、MgF2難溶于水，故加入NaF后，得到的濾渣主要是CaF2、MgF2；

(6)濾液3中含有Mn2+、Cu2+、Zn2+，用稀鹽酸反萃取的目的是：分離出溶液中的Mn2+、Cu2+、Zn2+，回收利用；

(7) CoCl2·6H2O加熱至110~120℃時(shí)，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷，故減壓環(huán)境下烘干的原因是：降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解產(chǎn)生有毒的無水氯化鈷；