（2012•太原二模）用金属钴板（含少量Fe、Ni）制备应用广泛的氯化钴的工艺流程如图：注：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．有关钴、镍和铁化合物的性质见表

Question

（2012•太原二模）用金属钴板（含少量Fe、Ni）制备应用广泛的氯化钴的工艺流程如图：

注：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．有关钴、镍和铁化合物的性质见表：

化学式	沉淀完全时的pH	有关性质
Co（OH）2	9.4	Co+2HCl=CoCl2+H2↑ Co2++2NH3•H2O=Co（OH）2↓+2NH4+ Co2++2H2O⇌Co（OH）2+2H+ Ni+2HCl=NiCl2+H2↑ Ni2++6NH3•H2O=[Ni（NH3）6]2++6H2O
Fe（OH）2	9.6
Fe（OH）3	3.7

（1）“除镍”步骤中，NH₃•H₂O用量对反应收率的影响见表：从表中可知x=______时，除镍效果最好．

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

（2）“除镍”步骤必须控制在一定时间内完成，否则沉淀中将有部分Co（OH）₂转化为Co（OH）₃，此反应的化学方程式为______．
（3）“除铁”步骤中加入纯碱的作用是（请用离子方程式表示）______．
（4）在“调pH”步骤中，加入盐酸的作用是______．
（5）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K=______．
（6）已知：FeO（s）+CO（g）═Fe（s）+CO₂（g）△H=-218kJ•mol^-1
Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ•mol^-1
写出CO气体还原Fe₃O₄固体得到Fe固体和CO₂气体的热化学方程式：______．

化学式	沉淀完全时的pH	有关性质
Co（OH）2	9.4	Co+2HCl=CoCl2+H2↑ Co2++2NH3•H2O=Co（OH）2↓+2NH4+ Co2++2H2O⇌Co（OH）2+2H+ Ni+2HCl=NiCl2+H2↑ Ni2++6NH3•H2O=[Ni（NH3）6]2++6H2O
Fe（OH）2	9.6
Fe（OH）3	3.7

化学式 沉淀完全时的pH 有关性质化学式沉淀完全时的pH有关性质 Co（OH）₂ 9.4 Co+2HCl=CoCl₂+H₂↑
Co²⁺+2NH₃•H₂O=Co（OH）₂↓+2NH₄⁺
Co²⁺+2H₂O⇌Co（OH）₂+2H⁺
Ni+2HCl=NiCl₂+H₂↑
Ni²⁺+6NH₃•H₂O=[Ni（NH₃）₆]²⁺+6H₂OCo（OH）₂₂9.4Co+2HCl=CoCl₂+H₂↑
Co²⁺+2NH₃•H₂O=Co（OH）₂↓+2NH₄⁺
Co²⁺+2H₂O⇌Co（OH）₂+2H⁺
Ni+2HCl=NiCl₂+H₂↑
Ni²⁺+6NH₃•H₂O=[Ni（NH₃）₆]²⁺+6H₂O₂₂
²⁺₃₂₂₄^+
2+₂₂⁺
₂₂
²⁺₃₂₃₆²⁺₂ Fe（OH）₂ 9.6Fe（OH）₂₂9.6 Fe（OH）₃ 3.7Fe（OH）₃₃3.7₃₂

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

加NH₃•H₂O调pH 收率/% Ni²⁺的含量/%加NH₃•H₂O调pH₃₂收率/%Ni²⁺的含量/%²⁺ 9 98.1 0.08998.10.08 9.5 98 0.059.5980.05 10 97.6 0.0051097.60.005 10.3 94 0.00510.3940.005<sub>23


SP3</sub>^-38
3+₂₃⁺
₂^-1
₃₄₂^-1
₃₄₂

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）₂2+O₂2+2H₂2O=4Co（OH）₃3，故答案为：4Co（OH）₂2+O₂2+2H₂2O=4Co（OH）₃3；
（3）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，2Fe³⁺3++3CO₃3^2-2-+H₂2O=2Fe（OH）₃3↓+3CO₂2↑，
故答案为：使得铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去；
（4）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⁺2+水解，故答案为：防止Co²⁺2+水解；
（5）K_spsp[Fe（OH）₃3]=c（Fe³⁺3+）×c³3（OH^--）=4.0×10^-38-38，c（H⁺+）=(10−14)/(c(OH−))，反应Fe³⁺+3H₂O⇌Fe（OH）₃+3H⁺的平衡常数
K=(c3(H+))/(c(Fe3+))=(10−42)/(c(Fe3+)c3(OH−))=2.5×10^-5，故答案为：2.5×10^-5；
（6）①FeO（s）+CO（g）═Fe（s）+CO₂（g）△H=-218kJ•mol^-1
②Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ•mol^-1
依据盖斯定律①×3+②得到CO气体还原Fe₃O₄固体得到Fe固体和CO₂气体的热化学方程式：Fe₃O₄（s）+4CO（g）=3Fe（s）+4CO₂（g）△H=-13.5KJ/mol，
故答案为：Fe₃O₄（s）+4CO（g）=3Fe（s）+4CO₂（g）△H=-13.5KJ/mol． (10−14)/(c(OH−))10−1410−1410−14−14c(OH−)c(OH−)c(OH−)−)，反应Fe³⁺3++3H₂2O⇌Fe（OH）₃3+3H⁺+的平衡常数
K=(c3(H+))/(c(Fe3+))=(10−42)/(c(Fe3+)c3(OH−))=2.5×10^-5，故答案为：2.5×10^-5；
（6）①FeO（s）+CO（g）═Fe（s）+CO₂（g）△H=-218kJ•mol^-1
②Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ•mol^-1
依据盖斯定律①×3+②得到CO气体还原Fe₃O₄固体得到Fe固体和CO₂气体的热化学方程式：Fe₃O₄（s）+4CO（g）=3Fe（s）+4CO₂（g）△H=-13.5KJ/mol，
故答案为：Fe₃O₄（s）+4CO（g）=3Fe（s）+4CO₂（g）△H=-13.5KJ/mol． (c3(H+))/(c(Fe3+))c3(H+)c3(H+)c3(H+)3(H+)+)c(Fe3+)c(Fe3+)c(Fe3+)3+)=(10−42)/(c(Fe3+)c3(OH−))=2.5×10^-5，故答案为：2.5×10^-5；
（6）①FeO（s）+CO（g）═Fe（s）+CO₂（g）△H=-218kJ•mol^-1
②Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ•mol^-1
依据盖斯定律①×3+②得到CO气体还原Fe₃O₄固体得到Fe固体和CO₂气体的热化学方程式：Fe₃O₄（s）+4CO（g）=3Fe（s）+4CO₂（g）△H=-13.5KJ/mol，
故答案为：Fe₃O₄（s）+4CO（g）=3Fe（s）+4CO₂（g）△H=-13.5KJ/mol． (10−42)/(c(Fe3+)c3(OH−))10−4210−4210−42−42c(Fe3+)c3(OH−)c(Fe3+)c3(OH−)c(Fe3+)c3(OH−)3+)c3(OH−)3(OH−)−)=2.5×10^-5-5，故答案为：2.5×10^-5-5；
（6）①FeO（s）+CO（g）═Fe（s）+CO₂2（g）△H=-218kJ•mol^-1-1
②Fe₃3O₄4（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂2（g）△H=+640.5kJ•mol^-1-1
依据盖斯定律①×3+②得到CO气体还原Fe₃3O₄4固体得到Fe固体和CO₂2气体的热化学方程式：Fe₃3O₄4（s）+4CO（g）=3Fe（s）+4CO₂2（g）△H=-13.5KJ/mol，
故答案为：Fe₃3O₄4（s）+4CO（g）=3Fe（s）+4CO₂2（g）△H=-13.5KJ/mol．