Question

CoCl2·6H2O是一種飼料營養(yǎng)強化劑。一種利用水鈷礦(主要成分為Co2O3、Co(OH)3，還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2·6H2O的工藝流程如下：

已知：①浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；

②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：(金屬離子濃度為：0.01mol/L)

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3	Mn(OH)2
開始沉淀	2.7	7.6	7.6	4.0	7.7
完全沉淀	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

③CoCl2·6H2O熔點為86℃，加熱至110~120℃時，失去結(jié)晶水生成無水氯化鈷。
(1)寫出浸出過程中Co2O3發(fā)生反應的離子方程式________________________。
(2)寫出NaClO3發(fā)生反應的主要離子方程式_____________________________；若不慎向“浸出液”中加過量NaClO3時，可能會生成有毒氣體，寫出生成該有毒氣體的離子方程式______________________________________。
(3)“加Na2CO3調(diào)pH至a”,過濾所得到的沉淀成分為                    。
(4)“操作1”中包含3個基本實驗操作，它們依次是_________、__________和過濾。制得的CoCl2·6H2O在烘干時需減壓烘干的原因是__________________。

(5)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖。向“濾液”中加入萃取劑的目的是___________________；其使用的最佳pH范圍是_________。
 A．2.0~2.5   B．3.0~3.5 
 C．4.0~4.5    D．5.0~5.5
(6)為測定粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O含量，稱取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水，加入足量AgNO3溶液，過濾、洗滌，將沉淀烘干后稱其質(zhì)量。通過計算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分數(shù)大于100％，其原因可能是_____________________。（答一條即可）

Answer 1

【知識點】制備實驗方案的設(shè)計、難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

【答案解析】（1）Co2O3+SO32－+4H+=2Co2++SO42－+2H2O     （2分）

（2）ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O    ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O （每空2分）

（3）Fe(OH)3   Al(OH)3     （2分）

（4）蒸發(fā)(濃縮)、冷卻(結(jié)晶) （2分）  降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解（1分）

 (5)除去溶液中的Mn2+           B     （每空1分）

（6）粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結(jié)晶水（1分）

   解析：：（1）向水鈷礦[主要成分為Co2O3、Co（OH）3，還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]加入鹽酸和亞硫酸鈉，浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等，所以Co2O3和亞硫酸鈉在酸性條件下發(fā)生氧化還原，根據(jù)電荷守恒和得失電子守恒，反應為：

Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O；       
（2）加入NaClO3，會發(fā)生FeCl2中鐵元素的化合價+2→+3，失去電子，NaClO3中氯元素的化合價由+5→-1價，得到電子，反應的主要離子方程式：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O，若不慎向“浸出液”中加過量NaClO3時，可能會生成有毒氣體：ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O

（3）加Na2CO3調(diào)pH至5.2，鋁離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳，水解的離子方程式為：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑；鐵離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鐵和二氧化碳，水解的離子方程式為：2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑；

故答案為：Fe（OH）3、Al（OH）3；

(4)“操作1”中包含3個基本實驗操作，它們依次是蒸發(fā)(濃縮)、冷卻(結(jié)晶) 和過濾，制得的CoCl2·6H2O在烘干時需減壓烘干的原因是降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解；

（5）根據(jù)流程圖可知，此時溶液中存在Mn2+、Co2+金屬離子，由萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系可知調(diào)節(jié)溶液PH在3.0～3.5之間，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+轉(zhuǎn)化為Co（OH）2沉淀，

（6）根據(jù)CoCl2•6H2O的組成分析，造成產(chǎn)品中CoCl2•6H2O的質(zhì)量分數(shù)大于100%的原因可能是：1、含有雜質(zhì)，導致氯離子含量大，2、結(jié)晶水化物失去部分水，導致相同質(zhì)量的固體中氯離子含量變大

【思路點撥】本題考查了有關(guān)CoCl2•6H2O的工藝流程，理解工藝流程圖，掌握實驗操作與設(shè)計及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答的關(guān)鍵，題目難度中等。

（二）選考題：共45分。請考生從給出的3道物理題、3道化學題、2道生物題中每科任選一題作答，并用2B鉛筆在答題卡上把所選題目的題號涂黑。注意所做題目的題號必須與所涂題目的題號一致，在答題卡上選答區(qū)域指定位置答題。如果多做，則每學科按所做的第一題計分。