【題目】利用水鈷礦(主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多種化工試劑,以下為草酸鈷晶體和氯化鈷晶體的制備流程,回答下列問題:

已知:①浸出液中含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+、Mg2+、Ca2+等.

②沉淀I中只含有兩種沉淀。

③流程中部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表.

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)浸出過程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為___________。

(2)NaClO3在浸出液中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為_________________。

(3)加入Na2CO3調(diào)PH至5.2,目的是__________________________;萃取劑層含錳元素,則沉淀II的主要成分為_____________。

(4)操作I包括:將水層加入濃鹽酸調(diào)整PH為2~3,_______________________、過濾、洗滌、減壓烘干等過程。

(5)為測(cè)定粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O含量,稱取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水,加入足量硝酸酸化的硝酸銀溶液,過濾、洗滌、干燥,測(cè)沉淀質(zhì)量。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%,其原因可能是____________________(回答一條原因即可)。

(6)將5.49g草酸鈷晶體(CoC2O4·2H2O)置于空氣中加熱,受熱過程中不同溫度范圍內(nèi)分別得到一種固體物質(zhì),其質(zhì)量如下表.

溫度范圍/℃

固體質(zhì)量/g

150~210

4.41

290~320

2.41

經(jīng)測(cè)定,整個(gè)受熱過程,只產(chǎn)生水蒸氣和CO2氣體,則290~320℃溫度范圍,剩余的固體物質(zhì)化學(xué)式為__。

[已知: CoC2O4·2H2O的摩爾質(zhì)量為183g·mol-1

【答案】 Co2O3+SO32-+4H+= 2Co2++ SO42-+2H2O ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O 使Fe3+和Al3+沉淀完全 CaF2和MgF2 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 產(chǎn)品中結(jié)晶水含量低 產(chǎn)品中混有氯化鈉雜質(zhì)(回答一條即可) Co3O4或者CoO·Co2O3

【解析】含鈷廢料中加入鹽酸,可得CoCl3、FeCl3、AlCl3、MnCl2、MgCl2、CaCl2,信息①中浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+、Mg2+、Ca2+等,則進(jìn)入的Na2SO3Co3+、Fe3+還原為Co2+、Fe2+工藝流程最終得到草酸鈷,加入NaClO3Fe2+化為Fe3+,加入Na2CO3調(diào)pH5.2,可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,過濾后所得濾液主要含有CoCl2、MnCl2、MgCl2、CaCl2,用NaF溶液除去鈣、鎂,過濾后,向?yàn)V液中加入萃取劑,將錳離子萃取,萃取后的余液中主要含有CoCl2,進(jìn)入草酸銨溶液得到草酸鈷。

(1)根據(jù)以上分析可知浸出過程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為Co2O3+SO32-+4H+= 2Co2++ SO42-+2H2O;(2)NaClO3具有氧化性,能將浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,自身被還原生成氯離子,同時(shí)生成水,離子反應(yīng)方程式為ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;(3)根據(jù)以上分析可知加入Na2CO3調(diào)pH5.2的目的是使Fe3+Al3+沉淀完全;沉淀II的主要成分為CaF2MgF2。(4)操作I包括:將水層加入濃鹽酸調(diào)整pH2~3,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、減壓烘干等過程。(5)粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%,這說明氯離子含量偏高,因此其原因可能是產(chǎn)品中結(jié)晶水含量低產(chǎn)品中混有氯化鈉雜質(zhì);(6)5.49g草酸鈷晶體的物質(zhì)的量是0.03mol,分解生成水的質(zhì)量是0.06mol×18g/mol=1.08g,所以150~210℃時(shí)結(jié)晶水完全失去,剩余固體是CoC2O4;290~320℃時(shí)剩余固體中Co的質(zhì)量是0.03mol×59g/mol=1.77g,氧原子的質(zhì)量是2.41g-1.77g=0.64g,物質(zhì)的量是0.64g÷16g/mol=0.04mol,則固體中Co原子與O原子物質(zhì)的量之比為3:4,所以化學(xué)式為Co3O4或者CoO·Co2O3。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室利用如圖裝置進(jìn)行中和熱的測(cè)定,請(qǐng)回答下列問題:

(1)做1次完整的中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn),溫度計(jì)至少需使用 次,某同學(xué)為了省去清洗溫度計(jì)的麻煩,建議實(shí)驗(yàn)時(shí)使用兩支溫度計(jì)分別測(cè)量酸和堿的溫度,你是否同意該同學(xué)的觀點(diǎn),為什么?

。

(2)實(shí)驗(yàn)室用50 mL 0.50 mol·L-1鹽酸,50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液進(jìn)行測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn),為了把測(cè)量數(shù)據(jù)記錄下來,請(qǐng)你設(shè)計(jì)表格。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】CH4分子中的4個(gè)H被苯基取代后的分子結(jié)構(gòu)如右圖所示,則關(guān)于該有機(jī)物的下列說法正確的是(  )

A. 該有機(jī)物分子式為C25H24

B. 該多環(huán)芳烴屬于稠環(huán)芳烴

C. 該分子中所有碳原子不可能處于同一平面

D. 該有機(jī)物能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是(  )

①pH=0的溶液:Na、Cl、MnO、SO

②pH=11的溶液中:CO、Na、AlO、NO、S2、SO

水電離的H濃度c(H)=1012 mol·L1的溶液中:Cl、CO、NO、NH、SO

加入Mg能放出H2的溶液中:Mg2、NH、Cl、K、SO

使石蕊變紅的溶液中:Fe2、MnO、NO、Na、SO

中性溶液中:Fe3、Al3、NO、I、Cl、S2

A. ②④ B. ①③⑥

C. ①②⑤ D. ①②④

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在三個(gè)密閉容器中分別充入CO、CH4、O2三種氣體,當(dāng)它們的溫度和密度都相同時(shí),這三種氣體的壓強(qiáng)(p)從大到小的順序是(  )

A. p(CO)>p(CH4)>p(O2) B. p(O2)>p(CO)>p(CH4)

C. p(CH4)>p(O2)>p(CO) D. p(CH4)>p(CO)>p(O2)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有一醫(yī)藥中間體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下:

(1)其分子式為______ ,含有的含碳官能團(tuán)名稱為______.

(2)關(guān)于其化學(xué)性質(zhì)的描述,下列不正確的是_____.

A. 能與氯化鐵溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng) B. 能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

C. 能使溴水褪色 D. 能發(fā)生消去反應(yīng)

(3)一定條件下,1mol該物質(zhì)最多可與____ molH2發(fā)生加成反應(yīng).

(4)同時(shí)符合下列條件的同分異構(gòu)體有____ 種.

①苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基; ②能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】煤的氣化得CO和H2,在催化劑存在條件下進(jìn)一步合成甲醇(反應(yīng)I),并同時(shí)發(fā)生反 應(yīng)II.

I.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1 = -81 kJ mol-1

II. CO(g)+H2(g) C(s)+H2O (g) △H2

已知:①2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3 =-221 kJ mol-1

② H2O(g)=H2O(1) △H4 =-44.0 kJ mol-1

③H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為285. 8 kJ mol-1

④反應(yīng)過程中催化劑對(duì)選擇性會(huì)產(chǎn)生影響,甲醇選擇性是指轉(zhuǎn)化的CO中生成甲醇的百分比。

請(qǐng)回答:

(1)反應(yīng) II 中△H2 =______ kJ mol-1

(2)為減弱副反應(yīng)II的發(fā)生,下列采取的措施合理的是_________。

A.反應(yīng)前加入少量的水蒸氣 B.增壓

C.降低反應(yīng)溫度 D.使用合適催化劑,平衡前提高甲醇的選擇性

(3)在常壓下,CO和H2的起始加入量為10 mol、14 mol,容器體積為10 L.選用Cu/NiO催化劑,升高溫度在450℃時(shí)測(cè)得甲醇的選擇性為80%,CO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示,則此溫度下反應(yīng)I的平衡常數(shù)K=_______,并說明CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高先增大后減小的原因:____________。

(4)350℃時(shí)甲醇的選擇性為90%,其他條件不變,畫出350℃時(shí)甲醇的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線。_________________

(5)甲醇燃料電池由甲醇電極、氧電極和質(zhì)子交換膜構(gòu)成,寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式:_________。實(shí)驗(yàn)證明CO在酸性介質(zhì)中可電解產(chǎn)生甲醇,寫出陰極的電極反應(yīng)式:__________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似(如圖所示),但CaC2晶體中含有的啞鈴形的存在,使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)。下列關(guān)于CaC2晶體的說法中正確的是( )

A. 1個(gè)Ca2+周圍距離最近且等距離的數(shù)目為6

B. 該晶體中的陰離子與F2是等電子體

C. 6.4克CaC2晶體中含陰離子0.lmol

D. 與每個(gè)Ca2+距離相等且最近的Ca2+共有12個(gè)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】海水是巨大的資源寶庫。下圖是從海水中提取食鹽和溴的主要流程。

(1)粗鹽除含 NaCl 外,還含有少量 MgCl2、 CaCl2、 Na2SO4以及泥沙等雜質(zhì)。以下是粗鹽提純的

操作流程。

提供的試劑:

Na2CO3溶液、 K2CO3溶液、 NaOH 溶液、 BaCl2溶液、 Ba(NO3)2溶液、飽和 NaCl 溶液。

除去溶液 I 中的 MgCl2、 CaCl2、 Na2SO4,從提供的試劑中選出 a 所代表的試劑,按滴加順序依次為: 過量的NaOH 溶液、_______、_______;

如何證明操作中 NaOH 溶液已經(jīng)過量?_______。

蒸發(fā)過程所用的主要儀器有:鐵架臺(tái)、酒精燈、_______;

(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中用四氯化碳萃取較高濃度的溴水中的溴,經(jīng)振蕩并在鐵架臺(tái)上靜置分層后,

分離出四氯化碳層的操作是:_______。

分離溴的四氯化碳溶液的操作方法是:_______。

(3)工業(yè)上將較高濃度的溴水經(jīng)進(jìn)一步處理得到工業(yè)溴。某研究性學(xué)習(xí)小組為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法,查閱了有關(guān)資料, Br2的沸點(diǎn)為 59,微溶于水,有毒性和強(qiáng)腐蝕性。水的沸點(diǎn)為 100。他們參觀生產(chǎn)過程后,設(shè)計(jì)了如下裝置簡(jiǎn)圖:

圖中儀器 B 的名稱:_______。

用熱水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是:_______。

實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好,要達(dá)到提純溴的目的,收集溴時(shí)溫度計(jì)應(yīng)控制的溫度為:_______。

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