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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:已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+
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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:
已知:
①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②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)
③CoCl2•6H2O熔点为86℃,加热至110-120℃时,失去结晶生成无水氯化钴.
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式___
写出NaClO3发生反应的主要离子方程式___.
不慎向“浸出液”中加了过量NaClO3,可能会生成有毒气体.写出生成该有毒气体的离子方程式___.
(3)“加加Na2CO3调pH至a”,过滤所得到的沉淀成分为___.加入萃取剂的目的是___.
(4)制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是___.
(5)为测定粗产品中CoCl2•6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量HNO3酸化的AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量.通过计算发现粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是___(答一条即可).
已知:
①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②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 |
开始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 7.6 | 4.0 |
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 |
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式___
写出NaClO3发生反应的主要离子方程式___.
不慎向“浸出液”中加了过量NaClO3,可能会生成有毒气体.写出生成该有毒气体的离子方程式___.
(3)“加加Na2CO3调pH至a”,过滤所得到的沉淀成分为___.加入萃取剂的目的是___.
(4)制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是___.
(5)为测定粗产品中CoCl2•6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量HNO3酸化的AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量.通过计算发现粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是___(答一条即可).
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答案和解析
(1)向水钴矿[主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等],加入盐酸和亚硫酸钠,浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等,所以Co2O3和亚硫酸钠在酸性条件下发生氧化还原,根据电荷守恒和得失电子守恒,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;在酸性条件下,NaClO3与氯离子发生氧化还原反应生成氯气,其反应的离子方程式为:ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O;
故答案为:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O;
(3)NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,加Na2CO3调pH至a,铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳,水解的离子方程式为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铁和二氧化碳,水解的离子方程式为:2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑,所以沉淀成分为:Fe(OH)3、Al(OH)3,由表中数据可知,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:Fe(OH)3、Al(OH)3;除去溶液中的Mn2+,防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀;
(4)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;
(5)根据CoCl2•6H2O的组成分析,造成产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%的原因可能是:含有杂质,导致氯离子含量大或结晶水化物失去部分水,导致相同质量的固体中氯离子含量变大,
故答案为:粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水.
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;在酸性条件下,NaClO3与氯离子发生氧化还原反应生成氯气,其反应的离子方程式为:ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O;
故答案为:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O;
(3)NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,加Na2CO3调pH至a,铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳,水解的离子方程式为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铁和二氧化碳,水解的离子方程式为:2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑,所以沉淀成分为:Fe(OH)3、Al(OH)3,由表中数据可知,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:Fe(OH)3、Al(OH)3;除去溶液中的Mn2+,防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀;
(4)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;
(5)根据CoCl2•6H2O的组成分析,造成产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%的原因可能是:含有杂质,导致氯离子含量大或结晶水化物失去部分水,导致相同质量的固体中氯离子含量变大,
故答案为:粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水.
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