Question

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

已知：①CoCl2·6H2O熔點86℃，易溶于水、乙醚等；常溫下穩定無毒，加熱至110~120℃時，易失去結晶水變成有毒的無水氯化鈷。（乙醚：無色液體，沸點34.5℃，在水中的溶解度小）

②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：

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

請回答下列問題：

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

（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，其主要優點:

①為__________________________，防止大氣污染；

②防止產品中混有硝酸鹽。

（3） 加入碳酸鈉調節pH至a，a的范圍應是5.2～_________。

（4） 操作Ⅰ包含3個基本實驗操作，它們是蒸發濃縮、冷卻結晶和_________。

（5）根據表中數據，判斷Ksp[Fe(OH)3] ________Ksp[Co(OH)2] (填“＜”、“=”或“＞”) 。在實驗室中，為了從上述產品中獲得純凈的CoCl2·6H2O，采用的方法是：將產品溶于乙醚過濾后，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 過濾 ＜

【解析】試題分析：由流程可知，含鈷廢料經酸溶后，少量Fe、Al等雜質也會同時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，再加碳酸鈉溶液調節pH，以除去雜質離子。過濾后，加入鹽酸酸化以防鈷離子水解，蒸發濃縮、冷卻結晶和過濾、烘干得產品。

（1）鈷的性質與鐵相似，能與鹽酸和硝酸反應，鈷與鹽酸反應的化學方程式為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，其主要優點有：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防止產品中混有硝酸鹽。

（3） 表中數據可知，鐵離子和鋁離子沉淀完全的pH分別為4.1、5.2，而鈷離子開始沉淀的pH為7.6，所以，加入碳酸鈉調節pH至5.2～7.6。

（4） 操作Ⅰ包含3個基本實驗操作，它們是蒸發濃縮、冷卻結晶和過濾。

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