Question

【題目】（15分）CoCl2·6H2O是一種飼料營養(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圖：

已知：

① 鈷與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Co＋2HCl→CoCl2＋H2↑

② CoCl2·6H2O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 部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)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

（1）在上述工藝中，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)為_______________________。

（2）加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a，a的范圍是________________________。

（3）操作Ⅰ包含3個(gè)實(shí)驗(yàn)基本操作，它們依次是____________________和過濾。

（4）制得的CoCl2·6H2O在烘干時(shí)需減壓烘干的原因是_____________________。

（5）為測定產(chǎn)品中CoCl2·6H2O含量，某同學(xué)將一定量的樣品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，過濾，并將沉淀烘干后稱量其質(zhì)量。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100％，其原因可能是____________ ___。

（6）在實(shí)驗(yàn)室，為了從上述產(chǎn)品中獲得純凈的CoCl2·6H2O，通常先將產(chǎn)品溶解在乙醚中，除去不溶性雜質(zhì)后，再進(jìn)行 _操作。

Answer 1

【答案】（1）減少有毒氣體的排放，防止大氣污染；防止產(chǎn)品中混有硝酸鹽（2分）。

（2）5.2～7.6（3分）；（3）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（2分）

（4）降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解（2分）

（5）樣品中含有NaCl雜質(zhì)；烘干時(shí)失去了部分結(jié)晶水（3分） （6）蒸餾（3分）

【解析】

試題分析：（1）硝酸和金屬反應(yīng)生成氮的氧化物，氮的氧化物對(duì)環(huán)境有危害，同時(shí)實(shí)驗(yàn)制備CoCl2·6H2O，加入硝酸將會(huì)引入NO3－，產(chǎn)物不純凈；

（2）加入碳酸鈉，調(diào)節(jié)pH，除去雜質(zhì)，根據(jù)陽離子氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH，因此a的范圍是5.2～7.6；

（3）因?yàn)榈玫轿镔|(zhì)含有結(jié)晶水，因此采用蒸發(fā)結(jié)晶、冷卻結(jié)晶、過濾；

（4）根據(jù)信息，加熱到110～120℃，失去結(jié)晶水變?yōu)橛卸镜臒o水氯化鈷，因此采用減壓烘干；

（5）因?yàn)樵诹鞒讨屑尤胩妓徕c，后加入鹽酸，反應(yīng)后溶液中有NaCl，NaCl和硝酸銀反應(yīng)生成AgCl，因此計(jì)算出的產(chǎn)品質(zhì)量偏大，氯化鈷的晶體加熱過程中失去水，使樣品質(zhì)量減少，因此計(jì)算結(jié)果偏大；（6）在實(shí)驗(yàn)室，為了從上述產(chǎn)品中獲得純凈的CoCl2·6H2O，通常先將產(chǎn)品溶解在乙醚中，除去不溶性雜質(zhì)后，再進(jìn)行過濾；蒸餾操作。