三氯化六氨合钴[Co(NH3)6]Cl3是一种重要的化工原料。利用含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取[Co(NH3)6]Cl3的工艺流程如图所示:
已知:①“酸浸”过滤后的滤液中含有Co2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等。
②Ksp[Co(OH)2]=1×10-14.2 Ksp[Co(OH)3]=1×10-43.7
Ksp[Fe(OH)3]=1×10-37.4 Ksp[Al(OH)3]=1×10-32.9
已知:溶液中金属离子物质的量浓度低于1.0×l0-5mol/L时,可认为沉淀完全。
③[Co(NH3)6]2+具有较强还原性。
回答下列问题:
(1)制备CoCl2。
①Co2+的价电子排布式为 3d73d7。
②“除杂”过程中加Na2CO3调节pH后会生成两种沉淀,同时得到含c(Co2+)=0.1mol•L-1的滤液,调节pH的范围为 4.7~7.44.7~7.4。
(2)制备[Co(NH3)6]3+。
①“混合”过程中需先将NH4Cl,CoCl2溶液混合,然后再加入活性炭,NH4Cl的作用是 NH4Cl会抑制NH3•H2O的电离,防止生成Co(OH)2沉淀;参与反应提供NH+4NH4Cl会抑制NH3•H2O的电离,防止生成Co(OH)2沉淀;参与反应提供NH+4。
②“氧化”过程应先加入 氨水氨水(选填“氨水”或“双氧水”),原因是 [Co(NH3)6]2+具有较强还原性,易被氧化;先加H2O2将Co2+氧化为Co3+,后加氨水,会生成Co(OH)3,不利于产品的生成,故先加入氨水再加入H2O2[Co(NH3)6]2+具有较强还原性,易被氧化;先加H2O2将Co2+氧化为Co3+,后加氨水,会生成Co(OH)3,不利于产品的生成,故先加入氨水再加入H2O2。
③生成[Co(NH3)6]3+的离子方程式为 2[Co(NH3)6]2++2NH4++H2O2=2[Co(NH3)6]3++2NH3↑+2H2O2[Co(NH3)6]2++2NH4++H2O2=2[Co(NH3)6]3++2NH3↑+2H2O。
(3)分离提纯。将反应后的混合物趁热过滤,待滤液冷却后加入适量浓盐酸,过滤、洗涤、干燥,得到[Co(NH3)6]Cl3晶体。该过程中加入浓盐酸的目的是 增大c(Cl-),降低[Co(NH3)6]Cl3在水中的溶解度,有利于其结晶析出增大c(Cl-),降低[Co(NH3)6]Cl3在水中的溶解度,有利于其结晶析出。
(4)含量测定。通过碘量法可测定产品中的钴元素的含量。称取0.10g产品加入稍过量的NaOH溶液并加热,将Co完全转化为难溶的Co(OH)3,过滤洗涤后将滤渣完全溶于盐酸中,向所得的溶液中加入过量的KI和2~3滴淀粉溶液,再用0.010mol•-1L的Na2S2O3溶液滴定(反应原理:Co3++I-→Co2++I2、I2+S2O2-3→I-+S4O2-6),达到滴定终点时消耗Na2S2O3溶液24.00ml,则产品中钴元素的含量 14.16%14.16%(写出解题过程)。
NH
+
4
NH
+
4
O
2
-
3
O
2
-
6
【考点】制备实验方案的设计.
【答案】3d7;4.7~7.4;NH4Cl会抑制NH3•H2O的电离,防止生成Co(OH)2沉淀;参与反应提供;氨水;[Co(NH3)6]2+具有较强还原性,易被氧化;先加H2O2将Co2+氧化为Co3+,后加氨水,会生成Co(OH)3,不利于产品的生成,故先加入氨水再加入H2O2;2[Co(NH3)6]2++2NH4++H2O2=2[Co(NH3)6]3++2NH3↑+2H2O;增大c(Cl-),降低[Co(NH3)6]Cl3在水中的溶解度,有利于其结晶析出;14.16%
NH
+
4
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:71引用:2难度:0.4
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