CoCl2·6H2O是一種飼料營養(yǎng)強(qiáng)化劑。一種利用水鈷礦(主要成分為Co2O3、Co(OH)3,還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2·6H2O的工藝流程如下:
已知:①浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表:(金屬離子濃度為:0.01mol/L)
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
開始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 7.6 | 4.0 | 7.7 |
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
(1)Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O (2分)
(2)ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O(每空2分)
(3)Fe(OH)3 Al(OH)3 (2分)
(4)蒸發(fā)(濃縮)、冷卻(結(jié)晶) (2分) 降低烘干溫度,防止產(chǎn)品分解(1分)
(5)除去溶液中的Mn2+ B (每空1分)
(6)粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結(jié)晶水 (1分)
解析試題分析:(1)向水鈷礦[主要成分為Co2O3、Co(OH)3,還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]
加入鹽酸和亞硫酸鈉,浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等,所以Co2O3和亞硫酸鈉在酸性條件下發(fā)生氧化還原,根據(jù)電荷守恒和得失電子守恒,反應(yīng)為:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O;
(2)加入NaClO3,會(huì)發(fā)生FeCl2中鐵元素的化合價(jià)+2→+3,失去電子,NaClO3中氯元素的化合價(jià)由+5→-1價(jià),得到電子,根據(jù)電荷守恒和得失電子守恒,反應(yīng)為:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O,“浸出液”中加過量NaClO3時(shí),有毒氣體是氯氣,所以推斷是NaClO3和“浸出液”中的氯離子發(fā)生了氧化還原反應(yīng),ClO3-中Cl元素的化合價(jià)由+5價(jià)降低為0價(jià),HCl中Cl元素的化合價(jià)由-1價(jià)升高到0,根據(jù)電子守恒及質(zhì)量守恒定律來配平,所以其方程式為:KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O,離子方程式是ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O;
(3)加Na2CO3調(diào)pH至5.2,鋁離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳,水解的離子方程式為:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;鐵離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鐵和二氧化碳,水解的離子方程式為:2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑;故答案為:Fe(OH)3、Al(OH)3;
(4)從溶液中制取固體的方法制取氯化鈷固體,其操作步驟是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過濾,根據(jù)題意知,CoCl2·6H2O常溫下穩(wěn)定無毒,加熱至110~120℃時(shí),失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷,為防止其分解,制得的CoCl2·6H2O需減壓烘干;
(5)根據(jù)流程圖可知,此時(shí)溶液中存在Mn2+、Co2+金屬離子,由萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系可知
調(diào)節(jié)溶液PH在3.0~3.5之間,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+轉(zhuǎn)化為Co(OH)2沉淀,故答案為:除去溶液中的Mn2+;選B;
(6)根據(jù)CoCl2·6H2O的組成分析,造成產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%的原因可能是:含有雜質(zhì),導(dǎo)致氯離子含量大,結(jié)晶水化物失去部分水,導(dǎo)致相同質(zhì)量的固體中氯離子含量變大。
考點(diǎn):考查有關(guān)CoCl2·6H2O的工藝流程。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
工業(yè)上以碳酸錳礦為主要原料生產(chǎn)MnO2的工藝流程如下:
有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氫氧化物 | Al(OH)2 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Pb(OH)2 | Mn(OH)2 |
開始沉淀的pH | 3.3 | 1.5 | 6.5 | 4.2 | 8.0 | 8.3 |
沉淀完全的pH | 5.2 | 3.7 | 9.7 | 6.7 | 8.8 | 9.8 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
工業(yè)上利用軟錳礦漿煙氣脫硫吸收液制取電解錳,并利用陽極液制備高純碳酸錳、回收硫酸銨的工藝流程如下(軟錳礦的主要成分是MnO2,還含有硅、鐵、鋁的氧化物和少量重金屬化合物等雜質(zhì)):
(1)一定溫度下,“脫硫浸錳”主要產(chǎn)物為MnSO4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)“濾渣2”中主要成分的化學(xué)式為 。
(3)“除重金屬”時(shí)使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是 。
(4)“電解”時(shí)用惰性電極,陽極的電極反應(yīng)式為 。
(5)“50℃碳化”得到高純碳酸錳,反應(yīng)的離子方程式為 !50℃碳化”時(shí)加入過量NH4HCO3,可能的原因是:使MnSO4充分轉(zhuǎn)化為MnCO3; ; 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
難溶性雜鹵石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)屬于“呆礦”,在水中存在如下平衡:
K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2++2K++Mg2++4SO42—+2H2O
為能充分利用鉀資源,用飽和Ca(OH)2溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀,工藝流程如下:
(1)濾渣主要成分有________和________以及未溶雜鹵石。
(2)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋Ca(OH)2溶液能溶解雜鹵石浸出K+的原因:
_____________________________________________________________。
(3)“除雜”環(huán)節(jié)中,先加入________溶液,經(jīng)攪拌等操作后,過濾,再加入________溶液調(diào)濾液pH至中性。
(4)不同溫度下,K+的浸出濃度與溶浸時(shí)間的關(guān)系如圖。由圖可得,隨著溫度升高,
①_______________________________________________________,
②_______________________________________________________。
(5)有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑,則溶浸過程中會(huì)發(fā)生:CaSO4(s)+CO32—CaCO3(s)+SO
已知298 K時(shí),Ksp(CaCO3)=2.80×10-9,
Ksp(CaSO4)=4.90×10-5,求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
工業(yè)上可以從電解銅的陽極泥中提取很多重要物質(zhì),其工藝流程如下:
已知:①陽極泥的主要化學(xué)成分,如表1所示
表一
主要成份 | Cu Ag Au Se Te |
百分含量/% | 23.4 12.1 0.9 6.7 3.1 |
| 固定浸出溫度 | | | 固定H2SO4濃度 |
H2SO4濃度 mol/L | 浸出率/% | | 浸出溫度/℃ | 浸出率/% |
Cu Ag Au Se Te | | Cu Ag Au Se Te | ||
4 | 95.1 4.67 <0.2 0.83 8.93 | | 30 | 87.1 4.58 <0.2 0.08 6.83 |
3 | 94.5 4.65 <0.2 0.28 6.90 | | 40 | 94.5 4.65 <0.2 0.28 6.90 |
2 | 78.1 2.65 <0.2 0.05 2.85 | | 50 | 96.1 5.90 <0.2 0.64 8.73 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氯化亞銅(CuCl)是白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在空氣中會(huì)被迅速氧化成綠色堿式鹽。從酸性電鍍廢液(主要含Cu2+、Fe3+)中制備氯化亞銅的工藝流程圖如下:
金屬離子含量與混合液pH、CuCl產(chǎn)率與混合液pH的關(guān)系圖如圖。
【已知:金屬離子濃度為1 mol·L-1時(shí),F(xiàn)e(OH)3開始沉淀和沉淀完全的pH分別為1.4和3.0,Cu(OH)2開始沉淀和沉淀完全的pH分別為4.2和6.7】請回答下列問題:
(1)酸浸時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________;析出CuCl晶體時(shí)的最佳pH在________左右。
(2)鐵粉、氯化鈉、硫酸銅在溶液中反應(yīng)生成CuCl的離子反應(yīng)方程式為____________________________。
(3)析出的CuCl晶體要立即用無水乙醇洗滌,在真空干燥機(jī)內(nèi)于70℃干燥2 h、冷卻密封包裝。70℃真空干燥、密封包裝的目的是____________________________________________。
(4)產(chǎn)品濾出時(shí)所得濾液的主要分成是________,若想從濾液中獲取FeSO4·7H2O晶體,還需要知道的是__________________。
(5)若將鐵粉換成亞硫酸鈉也可得到氯化亞銅,試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________________。為提高CuCl的產(chǎn)率,常在該反應(yīng)體系中加入稀堿溶液,調(diào)節(jié)pH至3.5。這樣做的目的是__________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
在自來水消毒和工業(yè)上砂糖、油脂的漂白與殺菌過程中,亞氯酸鈉(NaClO2)發(fā)揮著重要的作用。下圖是生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖:
已知:①NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大,適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO2·3H2O;
②常溫下,Ksp(FeS)=6.3×10-18;Ksp(CuS)=6.3×10-28;Ksp(PbS)=2.4 ×10-28
(1)反應(yīng)I中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(2)從濾液中得到NaClO2·3H2O晶體的所需操作依次是 (填寫序號)。
a.蒸餾 b.蒸發(fā)濃縮 c.過濾 d.冷卻結(jié)晶 e.灼燒
(3)印染工業(yè)常用亞氯酸鈉(NaClO2)漂白織物,漂白織物時(shí)真正起作用的是HClO2。下表是25℃時(shí)HClO2及幾種常見弱酸的電離平衡常數(shù):
弱酸 | HClO2 | HF | H2CO3 | H2S |
Ka/mol·L-1 | 1×10-2 | 6.3×10-4 | K1=4.30×10-7 K2=5.60×10-11 | K1=9.1×10-8 K2=l.1×10-12 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
高錳酸鉀是常用的氧化劑。工業(yè)上以軟錳礦(主要成分是MnO2)為原料制備高錳酸鉀晶體。下圖是實(shí)驗(yàn)室制備的操作流程:
上述反應(yīng)②的化學(xué)方程式:
已知:
(1)加熱軟錳礦、KClO3和KOH固體時(shí),不采用瓷坩堝而選用鐵坩堝的理由是_______;
反應(yīng)①的化學(xué)方程式為______。
(2)從濾液中得到KMnO4晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次是________(選填字母代號,下同)。
A.蒸餾 B.蒸發(fā) C.灼燒 D.抽濾 E.冷卻結(jié)晶
(3)制備過程中需要用到純凈的CO2氣體。制取純CO2凈最好選擇下列試劑中_________。
A.石灰石 B.濃鹽酸 C.稀疏酸 D.純堿
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí),若CO2過量會(huì)生成KHCO3,導(dǎo)致得到的KMnO4產(chǎn)品的純度降低。原因是______ 。
(5)由于CO2的通人量很難控制,因此對上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了改進(jìn),即把實(shí)驗(yàn)中通CO2改為加其他的酸。從理論上分析,選用下列酸中________ ,得到的產(chǎn)品純度更高。
A.醋酸 B.濃鹽酸 C.稀硫酸
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
已知:BaSO4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s)工業(yè)上以重晶石礦(主要成分BaSO4,雜質(zhì)為Fe2O3、SiO2)為原料,通過下列流程生產(chǎn)氯化鋇晶體(BaCl2·nH2O)。
回答下列問題:
(1)不溶物A的化學(xué)式是_________;若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行焙燒時(shí),所產(chǎn)生的氣體的處理方法是
a.用NaOH溶液吸收 b.用濃硫酸吸收 c.點(diǎn)燃
(2)用單位體積溶液中所含的溶質(zhì)質(zhì)量數(shù)來表示的濃度叫質(zhì)量-體積濃度,可以用g/L表示,現(xiàn)用38%的濃鹽酸配制含溶質(zhì)109.5g/L的稀鹽酸500mL,所需要的玻璃儀器除了玻璃棒還有 。
(3)沉淀反應(yīng)中所加的試劑R可以是下列試劑中的
a.NaOH溶液 b.BaO固體 c.氨水 d.生石灰
證明沉淀已經(jīng)完全的方法是________________________________________________________。
(4)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)確定產(chǎn)品氯化鋇晶體(BaCl2·nH2O)中的n值,完善下列實(shí)驗(yàn)步驟:
①稱量樣品②_______ ③置于_________(填儀器名稱)中冷卻 ④稱量 ⑤恒重操作。
恒重操作是指____________________________________________ _;
第③步物品之所以放在該儀器中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的原因是 。
(5)將重晶石礦與碳以及氯化鈣共同焙燒,可以直接得到氯化鋇,該反應(yīng)的化學(xué)方程為
BaSO4+ 4C+CaCl24CO + CaS+ BaCl2。請你完善下列從焙燒后的固體中分離得到氯化鋇晶體的實(shí)驗(yàn)流程的設(shè)計(jì)(已知硫化鈣不溶于水,易溶于鹽酸)。
(方框內(nèi)填寫操作名稱)
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