沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
开始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 7.6 | 4.0 | 7.7 |
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
分析 含钴废料中加入盐酸,加入盐酸和亚硫酸钠,可得CoCl2、AlCl3、FeCl2,加入NaClO3,可得到FeCl3,然后加入Na2CO3调pH至5.2,可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,过滤后所得滤液主要含有CoCl2,为得到CoCl2•6H2O晶体,应控制温度在86℃以下,加热时要防止温度过高而失去结晶水,可减压烘干,
(1)亚硫酸钠具有还原性,能还原氧化性离子;
(2)NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+;在酸性条件下,NaClO3与氯离子发生氧化还原反应生成氯气;
(3)根据铝离子、铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成沉淀和二氧化碳进行解答;温度高时,CoCl2•6H2O分解;
(4)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;
(5)CoCl2•6H2O溶解度随温度升高显著增大,所以从溶液中获得CoCl2•6H2O,可以用重结晶的方法.
解答 解:(1)亚硫酸钠具有还原性,能还原氧化性离子Fe3+、Co3+,所以浸出过程中加入Na2SO3的目的是将Fe3+、Co3+还原,
故答案为:将Fe3+、Co3+还原;
(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,为使铝离子沉淀完全,而钴离子不沉淀,根据表中数据可知pH值的范围是5.2≤a≤7.6,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↑,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:5.2≤a≤7.6;降低烘干温度,防止产品分解;
(4)根据流程图可知,此时溶液中存在Mn2+、Co2+金属离子;
由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知,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:除去溶液中的Mn2+;B;
(5)CoCl2•6H2O溶解度随温度升高显著增大,所以从溶液中获得CoCl2•6H2O,可以用重结晶的方法,
故答案为:重结晶.
点评 本题通过制取CoCl2•6H2O的工艺流程,考查了物质制备方案的设计,题目难度中等,理解工艺流程图、明确实验操作与设计及相关物质的性质是解答本题的关键,试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
编号 | 实验操作 | 目的 |
A | 取4gNaOH固体溶于100mL水中 | 配制0.1mol•L-1NaOH溶液 |
B | 向沸水中逐滴加入1-2mLFeCl3饱和溶液,搅拌并继续煮沸到变成红褐色 | 制备Fe(OH)3胶体 |
C | 测定等物质的量浓度的盐酸、硝酸的pH | 比较Cl、N的非金属性 |
D | 用MgCl2、AlCl3溶液做导电性试验 | 证明两者是离子化合物还是共价化合物 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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实验① | 实验② | 实验③ | |
取甲瓶溶液的量 | 400mL | 120mL | 120mL |
取乙瓶溶液的量 | 120mL | 440mL | 400mL |
生成沉淀的量 | 1.56g | 1.56g | 3.12g |
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