【題目】鈷及其化合物廣泛應(yīng)用于磁性材料、電池材料及超硬材料等領(lǐng)域。

(1)CoxNi(1-x)Fe2O4(其中Co、Ni均為+2)可用作H2O2分解的催化劑,具有較高的活性。

①該催化劑中鐵元素的化合價(jià)為______

②圖1表示兩種不同方法制得的催化劑CoxNi(1-x)Fe2O4在10℃時(shí)催化分解6%的H2O2溶液的相對(duì)初始速率隨x變化曲線。由圖中信息可知:______________法制取得到的催化劑活性更高;Co2+、Ni2+兩種離子中催化效果更好的是______。

(2)草酸鈷是制備鈷的氧化物的重要原料。下圖2為二水合草酸鈷(CoC2O4·2H2O)在空氣中受熱的質(zhì)量變化曲線,曲線中300℃及以上所得固體均為鈷氧化物。

①通過計(jì)算確定A點(diǎn)剩余固體的化學(xué)成分為________________(填化學(xué)式)。試寫出B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)與O2在225℃~300℃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________________。

②取一定質(zhì)量的二水合草酸鈷分解后的鈷氧化物(其中Co的化合價(jià)為+2、+3),用480 mL 5 mol/L鹽酸恰好完全溶解固體,得到CoCl2溶液和4.48 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)黃綠色氣體。試確定該鈷氧化物中Co、O的物質(zhì)的量之比為___________。

【答案】+3微波水熱Co2+CoC2O4 3CoC2O4 + 2O2 = Co3O4 +6CO2n(Co): n(O)=1mol: 1.2mol=5:6

【解析】

(1)①根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算Fe的化合價(jià),CoxNi(1-x)Fe2O4Co、Ni均為+2,O-2價(jià),則Fe的化合價(jià)為=+3;

②過氧化氫的分解速率越大,催化劑活性更高,根據(jù)圖象可知,x相同時(shí),微波水熱法初始速度大于常規(guī)水熱法,所以微波水熱法制得催化劑的活性更高;由圖可知,隨x值越大,過氧化氫的分解速率越大,而x增大,Co2+的比例增大,所以Co2+的催化活性更高;

(2)①由圖可知,CoC2O4·2H2O的質(zhì)量為18.3g,物質(zhì)的量為 =0.1mol,Co元素質(zhì)量為5.9g,C點(diǎn)鈷氧化物質(zhì)量為8.03g,氧化物中氧元素質(zhì)量為8.03g-5.9g=2.13g,則氧化物中Co原子與O原子物質(zhì)的量之比為0.1mol:mol≈3:4,所以CCo氧化物為Co3O4;B點(diǎn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量為14.7g,與其起始物質(zhì)的質(zhì)量相比減少18.3g-14.7g=3.6g,為結(jié)晶水的質(zhì)量,所以B點(diǎn)物質(zhì)為CoC2O4,與氧氣反應(yīng)生成Co3O4與二氧化碳,反應(yīng)方程式為3CoC2O4 + 2O2 = Co3O4 +6CO2;

②由電子守恒:n(Co3+) = 2 n(Cl2) = 0.4 mol,由電荷守恒:n(Co) =n(Co2+)溶液= 0.5 n(Cl) = 0.5×( 2.4mol-0.2mol×2)= 1 mol,所以固體中的n(Co2+)= 1mol-0.4mol= 0.6 mol;n(O)==1.2mol,所以n(Co): n(O)=1mol: 1.2mol=5:6。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】下列所述性質(zhì)中能證明化合物微粒間一定存在離子鍵的是(  )

A.易溶于水B.具有較高的熔點(diǎn)

C.熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電D.溶于水能電離出離子

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【題目】A、B、C、D、E均為短周期主族元素,B、C、D在周期表中的位置關(guān)系如下圖所示。A是短周期中原子半徑最小的元素,A、B、C三種元素的原子序數(shù)之和等于D元素的原子序數(shù),E是短周期中最活潑的金屬元素。下列說法錯(cuò)誤的是 ( )

A. 簡單離子的半徑大小關(guān)系:C>E

B. D元素的氣態(tài)氫化物比C元素的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定

C. A、B、C二種元素組成的離子化合物中,陰、陽離子個(gè)數(shù)比為1:1

D. C、D、E二種元素組成的化合物,溶液顯中性或堿性

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【題目】設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是 (  )

A. 1 mol NH含有的電子數(shù)為10NA

B. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,0.1 mol Cl2溶于水,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.1NA

C. 1 L 0.1 mol·L1氨水含有0.1NA個(gè)OH

D. 50 mL 18.4 mol·L1濃硫酸與足量銅微熱反應(yīng),生成SO2分子的數(shù)目為0.46NA

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【題目】在恒容恒溫的密閉容器中充入1molX2molY,發(fā)生反應(yīng):

X(g)+2Y(g)2Z(g)+M(s) △H=-akJ/mol(a>0),下列說法正確的是

A. 當(dāng)v(X) = v(M),說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B. 達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),反應(yīng)放出的總熱量為akJ

C. 反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),XY的轉(zhuǎn)化率相等

D. 降低反應(yīng)溫度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小

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【題目】氫化鈣固體是登山運(yùn)動(dòng)員常用的能源提供劑。某興趣小組擬選用如下裝置制備氫化鈣。下列說法不正確的是 ( )

A. 實(shí)驗(yàn)開始時(shí),先通H2后加熱,結(jié)束時(shí),先停止加熱,后停止通H2

B. ②中盛放的試劑可能為堿石灰

C. 裝置①不能用于KMnO4和濃鹽酸制備Cl2

D. 實(shí)驗(yàn)后,取出少量③中固體加入含有酚酞的水中,若變紅,證明有CaH2生成

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【題目】下列過程中,最終的白色沉淀物不一定是BaSO4的是(  )

A. Fe(NO3)2溶液白色沉淀

B. Ba(NO3)2溶液白色沉淀

C. 無色溶液白色沉淀

D. 無色溶液無色溶液白色沉淀

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【題目】氮及其化合物廣泛存在于自然界中。回答下列問題:

(1)寫出N原子的電子排布式_____________。在基態(tài)14N原子中,核外存在___________個(gè)未成對(duì)電子。

(2)原子第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,C、N、O原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>_______________。

(3)氮?dú)夂蜌錃庠谝欢l件下可合成氨,氨分子中氮原子的雜化方式為_____________雜化。

(4)純疊氮酸HN3在常溫下是一種液體,沸點(diǎn)較高,為308.8K,主要原因是_________。

(5)X的+1價(jià)陽離子中所有電子正好充滿K、L、M三個(gè)電子層,它與N3-形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。X的元素符號(hào)是________,X離子與N3-形成的化合物化學(xué)式為____________

(6)假設(shè)X+的半徑為a cm,N3-的半徑為b cm,且X+與N3-都是緊密接觸的剛性小球,則該氮化物的密度為_____________g.cm-3。

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【題目】工業(yè)上以鉻鐵礦(主要成分為FeOCr2O3,含有Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)化工原料紅礬鈉(主要成分為:Na2Cr2O7·2H2O),其主要工藝流程如下:

查閱相關(guān)資料得知:

i.常溫下,NaBiO3不溶于水,有強(qiáng)氧化性,在堿性條件下能將Cr3+轉(zhuǎn)化為CrO42,自身被還原為Bi(OH)3固體。

ii.

物質(zhì)

開始沉淀的pH

完全沉淀的pH

Fe(OH)3

2.7

3.7

Al(OH)3

3.4

4.4

Cr(OH)3

4.6

5.9

Fe(OH)2

7.5

9.7

Bi(OH)3

0.7

4.5

回答下列問題:

(1)將鉻鐵礦礦石粉碎的目的是________________________________________

(2)操作I、III、IV用到的主要玻璃儀器有玻璃棒和___________(填儀器名稱)。

(3)寫出④反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________________________。

(4)⑤中酸化是使CrO42轉(zhuǎn)化為Cr2O72寫出該反應(yīng)的離子方程式______

(5)將溶液H經(jīng)下列操作:蒸發(fā)濃縮,__________,過濾,洗滌,干燥即得紅礬鈉。

(6)取一定質(zhì)量的固體D溶解于200 mL的稀硫酸中,向所得溶液中加入5.0 mol/LNaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量(n)與加入NaOH溶液的體積(V)關(guān)系如圖所示,則稀硫酸的濃度為_________,固體D中含Fe化合物的物質(zhì)的量為___________

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