有关钴、镍和铁化合物的性质见下表：化学式沉淀完全时的pH钴镍性质Co（OH）29.4Co+2HCl=CoCl2+H2↑Co2++2NH3•H2O=Co（OH）2↓+2NH+4Ni+2HCl=NiCl2+H2↑Co2++2H2O⇌Co（OH）2+2H+Ni2++6NH3•H2O=[

Question

有关钴、镍和铁化合物的性质见下表：

化学式	沉淀完全时的pH	钴镍性质
Co（OH）2	9.4	Co+2HCl=CoCl2+H2↑ Co2++2NH3•H2O=Co（OH）2↓+2NH + 4 Ni+2HCl=NiCl2+H2↑ Co2++2H2O⇌Co（OH）2+2H+ Ni2++6NH3•H2O=[Ni（NH3）6]2++6H2O
Fe（OH）2	9.6
Fe（OH）3	3.7

氯化钴可用于化学反应催化剂，油漆催干剂，干湿指示剂，啤酒泡沫稳定剂，陶瓷着色剂，制造隐显墨水等．用金属钴板（含少量Fe、Ni）制备氯化钴的工艺流程如下：

钴与盐酸反应极慢，需加入催化剂硝酸才可能进行实际生产．
（1）“除镍”步骤中，NH₃•H₂O用量对反应收率的影响，见下表：

加NH3•H2O调PH	收率/%	Ni2+含量/%
9	98.1	0.08
9.5	98	0.05
10	97.6	0.005
10.3	94	0.005

从表中可知x=______时，除镍效果最好．
（2）“除镍”步骤必须控制在一定的时间内完成，否则沉淀将有部分Co（OH）₃生成，试写出反应的化学方程式______．
（3）“除铁”步骤中加入双氧水发生反应的离子方程式是______．
（4）“除铁”步骤中加入的纯碱作用是______．
（5）在“调pH“步骤中，加盐酸的作用是______．
（6）已知25℃时，K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38，则该温度下反应Fe³⁺+3H₂O⇌Fe（OH）₃+3H⁺的平衡常数为______．

Answer 1

（1）根据表中的数据知道，当pH等于10的时候，收率最高，镍离子的含量最小，除镍效果最好，故答案为：10；
（2）钴离子易从正二价容易被氧气氧化到正三价，发生的化学方程式为：4Co（OH）₂+O₂+2H₂O=4Co（OH）₃，故答案为：4Co（OH）₂+O₂+2H₂O=4Co（OH）₃；
（3）双氧水具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为正三价，发生的化学反应为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）加入纯碱碳酸钠可以和酸发生反应，在适当的环境下，可以让铁离子形成沉淀而除去，所以加入的纯碱作用是起到调节溶液的pH的作用，故答案为：使得铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去；
（5）钴离子是弱碱阳离子，能发生水解，显示酸性，加入盐酸可以防止Co²⁺水解，故答案为：防止Co²⁺水解；
（6）K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）×c³（OH^-）=4.0×10^-38，c（H⁺）=(10-14)/(c(OH-))，反应Fe³⁺+3H₂O⇌Fe（OH）₃+3H⁺的平衡常数K=(c(H+)3)/(c(Fe3+))═(10-42)/(c(Fe3+)•c(OH-)3)
=2.5×10^-5，故答案为：2.5×10^-5．