【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，測沉淀質(zhì)量。通過計算發(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）。

【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）

【解析】

在鹽酸和Na2SO3作用下將水鈷礦中的離子浸出，得到含有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+、Mg2+、Ca2+的浸出液，NaClO3加入浸出液中，將Fe2+氧化為Fe3+，加Na2CO3調(diào)pH至5.2，目的是使Fe3+和Al3+沉淀完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀。過濾后得到濾液Ⅰ中含有的金屬陽離子為Co2+、Mn2+、Mg2+、Ca2+等，向濾液Ⅰ中加入了NaF溶液，將Mg2+、Ca2+轉(zhuǎn)化為MgF2、CaF2沉淀，加鹽酸調(diào)節(jié)溶液PH值，加萃取劑將錳元素從溶液中分離，經(jīng)分液操作，對分離后的水層溶液加入濃鹽酸調(diào)整PH為2-3，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶過濾、洗滌、減壓烘干等過程，最終得到所制備的產(chǎn)品。

(1)浸出過程中，Co2O3與鹽酸、Na2SO3發(fā)生反應(yīng)，Co2O3轉(zhuǎn)化為Co2+，Co元素化合價降低，則S元素化合價升高，SO32-轉(zhuǎn)化為SO42-，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平離子方程式: Co2O3+SO32-+4H+= 2Co2++ SO42-+2H2O。

答案為：Co2O3+SO32-+4H+= 2Co2++ SO42-+2H2O；

(2)NaClO3加入浸出液中，將Fe2+氧化為Fe3+，ClO3-被還原為Cl-，反應(yīng)的離子方程式為: ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O。

答案為： ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；

(3)根據(jù)工藝流程圖，結(jié)合表格中提供的數(shù)據(jù)可知，加Na2CO3調(diào)pH至5.2，目的是使Fe3+和Al3+沉淀完全。濾液Ⅰ中含有的金屬陽離子為Co2+、Mn2+、Mg2+、Ca2+等，萃取劑層含錳元素，結(jié)合流程圖中向濾液Ⅰ中加入了NaF溶液，知沉淀Ⅱ為MgF2、CaF2。

答案為：使Fe3+和Al3+沉淀完全；CaF2和MgF2

(4)經(jīng)過操作Ⅰ由溶液得到結(jié)晶水合物，故除題中已知過程外，操作Ⅰ還包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。

答案為：蒸發(fā)濃縮 ；冷卻結(jié)晶

(5)根據(jù)CoCl2·6H2O的組成及測定過程分析，造成粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%的原因可能是：含有氯化鈉雜質(zhì)，使氯離子含量增大或結(jié)晶水合物失去部分結(jié)晶水，導(dǎo)致相同質(zhì)量的固體中氯離子含量變大。

答案為：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）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是

A. 3.0g 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%的乙醇水溶液中所含的原子數(shù)目為0.6NA

B. 23 g C2H6O分子中含C—H鍵數(shù)目為2.5NA

C. 0.3 mol Na2O2固體中含自由移動的離子總數(shù)為0.9NA

D. 將CO2通過Na2O2使其增重a g時，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】按要求寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：

（1）由2-溴丙烷轉(zhuǎn)化為丙烯________________；

（2）由1-溴丁烷和必要的無機(jī)試劑制取1，2-二溴丁烷_____________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下：

注：SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。

（1）“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_____________________。

（2）向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_________ (填“增大”、“不變”或“減小”)。

（3）“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是___________。

（4）“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為_____________________，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為____________。

（5）鋁粉在1000℃時可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是_____________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】侯德榜是我國著名的工業(yè)化學(xué)家，又是一個偉大的愛國者，他所發(fā)明的制堿法為中國化學(xué)工業(yè)乃至世界化學(xué)工業(yè)做出了重要的貢獻(xiàn)，被譽(yù)為“侯氏制堿法”。請你回答以下問題：

（1）某同學(xué)為了驗證NaHCO3和Na2CO3的穩(wěn)定性，設(shè)計了如圖的實驗裝置(鐵架臺、夾持儀器、加熱裝置等已省略)：

你認(rèn)為在X中應(yīng)放的物質(zhì)是__(填化學(xué)式)。

（2）某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在老師的指導(dǎo)下，模擬侯德榜先生制堿原理設(shè)計了如圖的實驗裝置。

①寫出有關(guān)儀器的名稱：a__，b__。

②實驗的操作步驟中，你認(rèn)為打開旋塞K1、K2的合理順序應(yīng)為先打開__，后打開__(填字母代號)。簡述理由___。

③在盛飽和食鹽水的裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__；裝置中氣膽的作用是__。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】以NOx為主要成分的霧霾的綜合治理是當(dāng)前重要的研究課題。

(1) N2O是一種強(qiáng)溫室氣體，且易形成顆粒性污染物，研究N2O的分解對環(huán)境保護(hù)有重要意義。碘蒸氣存在能大幅度提高N2O的分解速率，反應(yīng)歷程為：

第一步I2(g)→2I(g)(快反應(yīng))

第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反應(yīng))

第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反應(yīng))

實驗表明，含碘時N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k為速率常數(shù))。下列表述正確的是__________。

A．N2O分解反應(yīng)中：分解速率與是否含碘蒸氣有關(guān) B．第三步對總反應(yīng)速率起決定作用

C．第二步活化能比第三步小 D．IO為反應(yīng)的催化劑

(2)汽車尾氣中含有較多的氮氧化物和不完全燃燒的CO，汽車三元催化器可以實現(xiàn)降低氮氧化物的排放量。汽車尾氣中的NO(g)和CO(g)在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化成兩種無污染的氣體。如，

反應(yīng)I：2CO +2NO → N2+2CO2 △H1； 反應(yīng)II：4CO +2NO2 → N2+4CO2 △H2<0。

針對反應(yīng)I:①已知：反應(yīng)N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H3=+180.0kJ·mol1，若CO的燃燒熱為-283.5kJ·moll 則反應(yīng)I的△H1=_________kJ·mol1。

②若在恒容的密閉容器中，充入2molCO和1molNO，發(fā)生反應(yīng)I，下列選項中不能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______。

A.CO和NO的物質(zhì)的量之比不變 B.混合氣體的密度保持不變

C.混合氣體的壓強(qiáng)保持不變 D.2v（N2）正=v（CO）逆

（3）根據(jù)原電池原理和電解原理進(jìn)行如圖回答。請回答： 用如圖所示裝置進(jìn)行實驗(K閉合)．

①Zn極為________極；實驗過程中，SO42-________(填“從左向右”、“從右向左”或“不”)移動。

②y極的電極反應(yīng)現(xiàn)象為________；

③寫出生活中對鋼閘門的一種電化學(xué)保護(hù)方法________________________。

④有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應(yīng)物，以HClNH4Cl為電解質(zhì)溶液制取新型燃料電池，請寫出該電池的正極反應(yīng)式______________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列物質(zhì)的檢驗中，其結(jié)論一定正確的是（ ）

A．某溶液為藍(lán)色，則該溶液一定是CuSO4溶液

B．向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液無明顯現(xiàn)象，再滴入幾滴硝酸酸化的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明原溶液中含有Cl－

C．向某溶液中加入CaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，則溶液中一定含有Ag＋

D．加入稀HNO3酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，證明原溶液中一定有SO

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】鎳鈷錳酸鋰電池是一種高功率動力電池。采用廢舊鋰離子電池回收工藝制備鎳鈷錳酸鋰三元正極材料(鋁電極表面涂有LiNi1－x－yCoxMnyO2)的工藝流程如圖所示：

回答下列問題

（1）廢舊鋰離子電池拆解前進(jìn)行“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是_______。

（2）能夠提高“堿浸”效率的方法有______(至少寫兩種)。

（3）“堿浸”過程中，鋁溶解的離子方程式為_____。

（4）實驗室模擬“堿浸”后過濾的操作，過濾后需洗滌，簡述洗滌的操作過程：_____。

（5）LiCoO2參與“還原”反應(yīng)的離子方程式為_______。

（6）溶液溫度和浸漬時間對鈷的浸出率影響如圖所示，則浸出過程的最佳條件是______。

（7）已知溶液中Co2+的濃度為1.0mol·L－1，緩慢通入氨氣，使其產(chǎn)生Co(OH)2沉淀，則Co2+沉淀完全時溶液的最小pH為______(已知：離子沉淀完全時c(Co2+)≤1.0×10－5mol·L－1，Ksp[Co(OH)2]=4.0×10－15，1g5=0.7，1g2=0.3,溶液體積變化忽略不計)。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】有一未知的無色溶液，只可能含有以下離子中的若干種(忽略由水電離產(chǎn)生的H＋、OH－)：H＋、NH、K＋、Mg2＋、Cu2＋、Al3＋、NO、CO、SO，現(xiàn)取三份100 mL溶液進(jìn)行如下實驗：①第一份加足量AgNO3溶液后，有白色沉淀產(chǎn)生。②第二份加足量BaCl2溶液后，有白色沉淀產(chǎn)生，經(jīng)洗滌、干燥后，沉淀質(zhì)量為6.99 g。③第三份逐滴滴加NaOH溶液，測得沉淀與NaOH溶液的體積關(guān)系如圖。根據(jù)上述實驗，以下推測不正確的是

A. 原溶液一定不存在H＋、Cu2＋、CO

B. 不能確定原溶液是否含有K＋、NO

C. 原溶液確定含Mg2＋、Al3＋、NH，且n(Mg2＋) ︰ n(Al3＋) ︰ n(NH)＝1︰1︰2

D. 實驗所加的NaOH的濃度為2 mol·L－1

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