【題目】鈷(Co)及其化合物在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用.為從某工業(yè)廢料中回收鈷,某學(xué)生設(shè)計流程如圖(廢料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物質(zhì)).
已知:①物質(zhì)溶解性:LiF難溶于水,Li2CO3微溶于水;
②部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH見表.
Fe3+ | Co2+ | Co3+ | Al3+ | |
pH(開始沉淀) | 1.9 | 7.15 | ﹣0.23 | 3.4 |
pH(完全沉淀) | 3.2 | 9.15 | 1.09 | 4.7 |
請回答:
(1)寫出步驟Ⅱ中Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2的離子方程式: 。
(2)步驟Ⅲ中 Na2CO3溶液的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH,應(yīng)使溶液的pH不超過 ;廢渣中的主要成分除了LiF外,還有 。
(3)NaF 與溶液中的Li+形成LiF沉淀,此反應(yīng)對步驟Ⅳ所起的作用是 。
(4)在空氣中加熱5.49g草酸鈷晶體(CoC2O4·2H2O)樣品,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)量如表.已知:M(CoC2O4·2H2O)=183g/mol
溫度范圍/℃ | 固體質(zhì)量/g |
150~210 | 4.41 |
290~320 | 2.41 |
890~920 | 2.25 |
經(jīng)測定,210~290℃過程中產(chǎn)生的氣體只有CO2,此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。溫度高于890℃時,固體產(chǎn)物發(fā)生分解反應(yīng),固體產(chǎn)物為 。
【答案】(1)Co2O3+6H++2Cl﹣=2 Co2++Cl2↑+3H2O;
(2)7.15;Fe(OH)3;
(3)降低溶液中Li+濃度,避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生Li2CO3沉淀;
(4)3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2;CoO
【解析】
試題分析:(1)氧化鈷氧化鹽酸溶液中氯化氫為氯氣,結(jié)合原子守恒和電子守恒分析配平書寫離子方程式,鈷元素化合價降低為+2價.氯元素化合價﹣1價變化為0價,反應(yīng)的離子方程式:Co2O3+6H++2Cl﹣=2Co2++Cl2↑+3H2O;
(2)依據(jù)表中數(shù)據(jù)分析判斷加入碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液pH,沉淀鐵離子和鋰離子,但不能沉淀鈷離子,步驟Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH,應(yīng)使溶液的pH不超過7.15,廢渣中的主要成分除了LiF外還有Fe(OH)3;
(3)NaF與溶液中的Li+形成LiF沉淀,此反應(yīng)對步驟Ⅳ所起的作用是,降低溶液中Li+濃度,避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生Li2CO3沉淀;
(4)計算晶體物質(zhì)的量n=5.49g÷183g/mol=0.03mol,失去結(jié)晶水應(yīng)為0.06mol,固體質(zhì)量變化=0.06mol×18g/mol=1.08g,根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知,150~210固體質(zhì)量變化=5.49g=4.41g=1.08g,說明210°C失去結(jié)晶水得到CoC2O4,210~290℃過程中是CoC2O4發(fā)生的反應(yīng),210~290℃過程中產(chǎn)生的氣體只有CO2 ,依據(jù)元素守恒得到生成CO2物質(zhì)的量為0.06mol,質(zhì)量=0.06mol×44g/mol=2.64g,氣體質(zhì)量共計減小=4.41g﹣2.41g=2g,說明不是分解反應(yīng),參加反應(yīng)的還有氧氣,則反應(yīng)的氧氣質(zhì)量=2.64g﹣2g=0.64g,O2物質(zhì)的量=0.64g÷32g/mol=0.02mol;n(CoC2O4):n(O2):n(CO2)=0.03:0.02:0.06=3:2:6,依據(jù)原子守恒配平書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2,溫度高于890℃時,固體產(chǎn)物發(fā)生分解反應(yīng),得到固體的質(zhì)量為2.25g,根據(jù)前面的計算可知,固體中只含有鈷元素和氧元素,其中含有鈷元素的質(zhì)量為0.03×59g=1.77g,所以固體中含有氧元素的質(zhì)量為0.48g,其物質(zhì)的量是來0.03mol,所以固體中鈷原子與氧原子的物質(zhì)的量之比為0.03:0.03=1:1,所以固體的化學(xué)式為CoO。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某學(xué)生欲配制6.0mol/L的H2SO41000mL,實驗室有三種不同濃度的硫酸:①480mL 0.5mol/L 的硫酸;②150mL 25%的硫酸(ρ=1.18g/mL);③足量的18mol/L的硫酸.有三種規(guī)格的容量瓶:250mL、500mL、1000mL.老師要求把①②兩種硫酸全部用完,不足的部分由③來補充.請回答下列問題:
(1)實驗所用25%的硫酸的物質(zhì)的量濃度為 mol/L(保留1位小數(shù)).
(2)配制該硫酸溶液應(yīng)選用容量瓶的規(guī)格為 mL.
(3)配制時,該同學(xué)的操作順序如下,請將操作步驟B、D補充完整.
A.將①②兩溶液全部在燒杯中混合均勻;
B.用量筒準(zhǔn)確量取所需的18mol/L的濃硫酸 mL,沿玻璃棒倒入上述混合液中.并用玻璃棒攪拌,使其混合均勻;
C.將混合均勻的硫酸沿玻璃棒注入所選的容量瓶中;
D. ;
E.振蕩,繼續(xù)向容量瓶中加水,直到液面接近刻度線1~2cm 處;
F.改用膠頭滴管加水,使溶液的凹液面恰好與刻度線相切;
G.將容量瓶蓋緊,振蕩,搖勻.
(4)定容時俯視刻度線,會使所配溶液濃度 (填“偏大”、“偏小”或“無影響”).
(5)進行操作C前還需注意 .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】[化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
Mn、Fe均為第四周期過渡元素,兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表:
元 素 | Mn | Fe | |
電離能 | I1 | 717[ | 759 |
I2 | 1509 | 1561 | |
I3 | 3248 | 2957 |
回答下列問題:
(1) Mn元素價電子層的電子排布式為 ,比較兩元素的I2、I3可知,氣態(tài)Mn2+再失去一個電子比氣態(tài)Fe2+再失去一個電子難。對此,你的解釋是 ;
(2) Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道而能與一些分子或離子形成配合物。
① 與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)特征是 ;
② 六氰合亞鐵離子(Fe(CN)64-)中的配體CN-中C原子的雜化軌道類型是 ,寫出一種與CN-互為等電子體的單質(zhì)分子的路易斯結(jié)構(gòu)式 ;
(3) 三氯化鐵常溫下為固體,熔點282℃,沸點315℃,在300℃以上易升華。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑。據(jù)此判斷三氯化鐵晶體為 ;
(4) 金屬鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式,晶胞分別如右圖所示。面心立方晶胞和體心立方晶胞中實際含有的Fe原子個數(shù)之比為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】CoCl26H2O是一種飼料營養(yǎng)強化劑.以含鈷廢料(含少量Fe、Al等雜質(zhì))制取CoCl26H2O的一種新工藝流程如圖:
已知:
①鈷與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Co+2HCl=CoCl2+H2↑
②CoCl26H2O熔點86℃,易溶于水、乙醚等;常溫下穩(wěn)定無毒,加熱至110~120℃時,失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷.
③部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表:
沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3
開始沉淀 2.3 7.5 7.6 3.4
完全沉淀 4.1 9.7 9.2 5.2
請回答下列問題:
(1)在上述新工藝中,用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料,其主要優(yōu)點為_________(寫一點).
(2)加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a,a的范圍是 _________;再用試劑X將濾液的pH調(diào)節(jié)至2﹣3,則所用的試劑X為 _________.
(3)操作Ⅰ包含3個基本實驗操作,它們是 _________、 _________和過濾.
(4)制得的CoCl26H2O需減壓烘干的原因是 _________.
(5)為測定產(chǎn)品中CoCl26H2O含量,某同學(xué)將一定量的樣品溶于水,再向其中加入足量的AgNO3溶液,過濾,并將沉淀烘干后稱量其質(zhì)量.通過計算發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中CoCl26H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%,其原因可能是 _________.
(6)在實驗室中,為了從上述產(chǎn)品中獲得純凈的CoCl26H2O,常將制得的產(chǎn)品溶解于乙醚中,然后 _________、 _________(填實驗操作)獲得純凈的CoCl26H2O.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將30 mL 0.5mol/L的NaOH溶液加水稀釋到500 mL,稀釋后NaOH的物質(zhì)的量濃度為( 。
A. 0.3 mol/L B. 0.05 mol/L C. 0.04 mol/L D. 0.03 mol/L
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列儀器:①錐形瓶,②蒸餾燒瓶,③漏斗,④燃燒匙,⑤天平,⑥分液漏斗,⑦膠頭滴管。常用于物質(zhì)分離的是( )
A.①③⑤ B.②④⑦
C.①②⑥ D.②③⑥
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是( )
A. 制普通玻璃的主要原料是燒堿、石灰石、石英
B. SiO2是光導(dǎo)纖維的主要成分,晶體硅可用于制作半導(dǎo)體材料
C. 實驗室用帶玻璃塞的試劑瓶保存氫氧化鈉溶液
D. 鹽酸可以與硅反應(yīng),故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】要證明某溶液中不含有Fe3+而可能含有Fe2+,進行如下實驗操作時最佳順序為
①加入足量氯水、诩尤胱懔KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液
A. ①③ B. ②③ C. ③① D. ①②③
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】含有砒霜(As2O3)的試樣和鋅、鹽酸混合反應(yīng),生成的砷化氫(AsH3)在熱玻璃管中完全分解成單質(zhì)砷和氫氣。若砷的質(zhì)量為1.50 mg,則( )
A. 被氧化的砒霜為1.98 mg
B. 分解產(chǎn)生的氫氣為 0.672 mL
C. 和砒霜反應(yīng)的鋅為3.90 mg
D. 生成砷化氫時,轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為6×10-5NA
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