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化学
题目

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:盐酸 NaClO ①加Na2CO 萃取剂-|||-水钴矿 没出 漫出液 ②过滤↓ 结晶-|||-调PH至5.2-|||-滤液 萃后余液 蒸发 CoCl2·6H2O-|||-粗产品-|||-Na2SO3 沉淀X-|||-萃取剂已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;②酸性条件下,ClO3-不会氧化Co2+,ClO3-转化为Cl-;③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01mol/L) 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 ④CoCl2•6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶生成无水氯化钴。请回答:(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式 ____ 。(2)向浸出液中加入 NaClO3发生主要反应的离子方程式 ____ 。(3)“加Na2CO3调pH至5.2”,过滤所得到的沉淀Ⅹ成分为 ____ 。(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示,萃取剂使用的适宜pH范围是 ____ 。(填选项序号字母)盐酸 NaClO ①加Na2CO 萃取剂-|||-水钴矿 没出 漫出液 ②过滤↓ 结晶-|||-调PH至5.2-|||-滤液 萃后余液 蒸发 CoCl2·6H2O-|||-粗产品-|||-Na2SO3 沉淀X-|||-萃取剂A.1.0~2.0B.2.5~3.5C.4.0~5.0(5)制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是 ____ 。(6)为测定粗产品中CoCl2•6H2O含量,称取2g的粗产品溶于水,配成100mL溶液,取出20mL置于锥形瓶,加入K2CrO4做指示剂( Ag2CrO4为砖红色沉淀),用0.2mol/L的AgNO3溶液滴定至终点,重复2-3次,平均消耗AgNO3标准溶液10.00mL.该粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数为 ____ 。用K2CrO4做指示剂时,需要控制溶液pH值为6.5~10.5,试分析原因 ____ 。

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:
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已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②酸性条件下,ClO3-不会氧化Co2+,ClO3-转化为Cl-;
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01mol/L)
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
④CoCl2•6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶生成无水氯化钴。
请回答:
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式 ____ 。
(2)向浸出液中加入 NaClO3发生主要反应的离子方程式 ____ 。
(3)“加Na2CO3调pH至5.2”,过滤所得到的沉淀Ⅹ成分为 ____ 。
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示,萃取剂使用的适宜pH范围是 ____ 。(填选项序号字母)
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A.1.0~2.0
B.2.5~3.5
C.4.0~5.0
(5)制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是 ____ 。
(6)为测定粗产品中CoCl2•6H2O含量,称取2g的粗产品溶于水,配成100mL溶液,取出20mL置于锥形瓶,加入K2CrO4做指示剂( Ag2CrO4为砖红色沉淀),用0.2mol/L的AgNO3溶液滴定至终点,重复2-3次,平均消耗AgNO3标准溶液10.00mL.该粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数为 ____ 。用K2CrO4做指示剂时,需要控制溶液pH值为6.5~10.5,试分析原因 ____ 。

题目解答

答案

解:(1)Co2O3和亚硫酸钠在酸性条件下发生氧化还原,反应的离子方程式为:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O,
故答案为:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O;
(2)NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,其反应的离子方程式为:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O,故答案为:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;
(3)由表中数据可知,“加Na2CO3调pH至5.2”,过滤所得到的沉淀Ⅹ成分为Fe(OH)3、Al(OH)3,故答案为:Fe(OH)3、Al(OH)3;
(4)由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知,调节溶液pH在3.0~3.5之间,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀,
故答案为:B;
(5)根据题意知,CoCl2•6H2O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,为防止其分解,制得的CoCl2•6H2O需减压烘干,
故答案为:降低烘干温度,防止产品分解;
(6)用0.2mol/L的AgNO3溶液滴定至终点,重复2-3次,平均消耗AgNO3标准溶液10.00mL,则n(AgNO3)=0.2mol/L×0.01L=0.002mol,由此可知2g样品中n(CoCl2•6H2O)=$\frac{1}{2}$×0.002mol×$\frac{100mL}{20mL}$=0.005mol,则该粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数为$\frac{0.05mol×238g/mol}{2.0g}×100%$=59.5%,用K2CrO4做指示剂时,需要控制溶液pH值为6.5~10.5,如pH太小K2CrO4氧化Cl-,pH太大生成AgOH沉淀,
故答案为:59.5%;pH太小K2CrO4氧化Cl-,pH太大生成AgOH沉淀。

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