【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(jì)流程如下(廢料中含有Al、Li、Co2O3Fe2O3等物質(zhì)).

已知:物質(zhì)溶解性:LiF難溶于水,Li2CO3微溶于水;

部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH見下表.

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(qǐng)回答:

(1)步驟中得到含鋁溶液的反應(yīng)的離子方程式是______

(2)寫出步驟Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2的離子方程式:______

(3)步驟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______

(4)NaF與溶液中的Li+形成LiF沉淀,此反應(yīng)對(duì)步驟所起的作用是______

(5)在空氣中加熱5.49g草酸鈷晶體(CoC2O42H2O)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.

溫度范圍/℃

固體質(zhì)量/g

150~210

4.41

290~320

2.41

890~920

2.25

加熱到210℃時(shí),固體質(zhì)量減輕的原因是______

經(jīng)測(cè)定,加熱到210~290℃過程中的生成物只有CO2和鈷的氧化物,此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:____

【答案】2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2↑Co2O3+6H++2Cl=2Co2++Cl2↑+3H2O7.15Fe(OH)3降低溶液中Li+濃度,避免步驟中產(chǎn)生Li2CO3沉淀失去結(jié)晶水3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2

【解析】

根據(jù)鋁的性質(zhì)寫出鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)方程式;由已知Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2知發(fā)生的是氧化還原反應(yīng),依據(jù)得失電子守進(jìn)行配平;依據(jù)表中數(shù)據(jù)分析判斷知道加入碳酸鈉是調(diào)節(jié)溶液PH的;根據(jù)LiF難溶于水,Li2CO3微溶于水,加NaF將Li+生成LiF沉淀,降低溶液中Li+濃度,避免步驟中產(chǎn)生Li2CO3沉淀混入CoCO3。加熱固體質(zhì)量減輕的原因是失去結(jié)晶水。

步驟中鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,反應(yīng)的離子方程式:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;答案:2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2↑。

(2)Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2,反應(yīng)中鈷元素化合價(jià)由+3價(jià)降低為+2價(jià).氯元素化合價(jià)-1價(jià)變化為0價(jià),依據(jù)得失電子守恒可知Co2O3的系數(shù)為1,Cl-的系數(shù)為2,結(jié)合原子個(gè)數(shù)守恒,反應(yīng)的離子方程式:Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O;答案:Co2O3+6H++2Cl=2Co2++Cl2↑+3H2O

(3)依據(jù)表中數(shù)據(jù)分析判斷加入碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液使溶液PH增大,沉淀鐵離子和鋰離子,但不能沉淀鈷離子,步驟中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,故pH的取值范圍是3.2≤pH<7.15;根據(jù)信息知LiF難溶于水,廢渣中的主要成分為LiF和Fe(OH)3,所以答案為7.15 Fe(OH)3

(4)因?yàn)?/span>LiF難溶于水,Li2CO3微溶于水。所以用NaF將Li+生成LiF沉淀,降低溶液中Li+濃度,避免步驟中產(chǎn)生Li2CO3沉淀混入CoCO3
(5)①5.49 g 即0.03mol的CoC2O4·2H2O在150210℃時(shí),質(zhì)量減少=5.49-4.413=1.08g,即0.06mol的水,加熱到210℃時(shí),固體質(zhì)量減輕的原因是失去結(jié)晶水。答案:失去了結(jié)晶水。

加熱到210~290℃過程中CoC2O4分解的生成物只有CO2和鈷的氧化物,此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2

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】用四氯化碳萃取碘的飽和水溶液中的碘,下列說法中不正確的是

A.使用分液漏斗前要先檢漏

B.碘在四氯化碳中的溶解度比在水中的溶解度小

C.碘的四氯化碳溶液在下層

D.分液時(shí),碘的四氯化碳溶液從分液漏斗下口流出,水層從分液漏斗上口倒出

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】ClO2是一種殺菌消毒效率高、二次污染小的水處理劑。實(shí)驗(yàn)室中可通過以下反應(yīng)制得:2KClO3H2C2O4H2SO42ClO2K2SO42CO22H2O。下列說法不正確的是( )

ACO2是氧化產(chǎn)物

BH2C2O4在反應(yīng)中被氧化

CH2C2O4的氧化性強(qiáng)于ClO2的氧化性

DClO2作水處理劑時(shí),利用了其強(qiáng)氧化性

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室用下圖所示裝置制備氯氣并進(jìn)行一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)(夾持設(shè)備及必要的加熱裝置已省略)。

(1)整套裝置裝配完畢后,首先進(jìn)行的操作是______________________,再添加試劑。

(2)實(shí)驗(yàn)室常用MnO2+4HCl() MnCl2+Cl2↑+2H2O制取氯氣:

①實(shí)驗(yàn)時(shí),通常采用密度為119g/cm3、濃度為365%的濃鹽酸。該濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度為___________________________。

②標(biāo)準(zhǔn)狀況下,上述反應(yīng)每生成4.48L氯氣,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_________ mol。

(3)洗氣裝置B的作用是除去Cl2中的HCl氣體,同時(shí)用作安全瓶(監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置C中是否發(fā)生堵塞)。若裝置C發(fā)生堵塞,裝置B中將觀察到的現(xiàn)象是_____________。

(4)裝置C的作用是驗(yàn)證氯氣是否具有漂白性。為此,實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置CI、IIIII處依次放入的物質(zhì)是___________(填字母)。

A

B

C

D

I

干燥的有色布條

濕潤的有色布條

干燥的有色布條

濕潤的有色布條

II

堿石灰

無水氯化鈣

無水氯化鈣

濃硫酸

III

濕潤的有色布條

干燥的有色布條

濕潤的有色布條

干燥的有色布條

(5)設(shè)計(jì)裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的氧化性。當(dāng)向D中緩緩?fù)ㄈ胍欢柯葰鈺r(shí),可以看到無色溶液逐漸變?yōu)槌壬,說明氯氣的氧化性比溴單質(zhì)的______(強(qiáng)”“”)。打開活塞,將裝置D中少量溶液加入裝置E中,振蕩后靜置,觀察到的現(xiàn)象是___________

(6)F為尾氣吸收裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí),該裝置中反應(yīng)的離子方程式______________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一固定容積的密閉容器中充入氣體A和B,發(fā)生如下可逆反應(yīng):A(g) +B(g)xC(g);△H = Q。在不同的溫度和壓強(qiáng)下,C在反應(yīng)混合物中的含量隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖所示。下列判斷正確的是

A. P1>P2,x=1 B. P1<P2,x≠1

C. T1<T2,Q>0 D. T1>T2,Q<0

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】關(guān)于NaHCO3的性質(zhì),下列說法正確的是

A. 熱穩(wěn)定性比Na2CO3

B. 相同溫度下溶解度比Na2CO3要大

C. NaHCO3只能和酸作用不能和堿作用

D. 和酸反應(yīng)放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】物質(zhì)的類別和核心元素的化合價(jià)是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個(gè)重要角度。下圖所示是硫及其部分化合物的價(jià)類二維圖, 根據(jù)圖示回答下列問題:

(1)圖中AB、C、D四種物質(zhì)中,屬于非電解質(zhì)的是__________(用化學(xué)式表示)。

(2)足量B通入紫色石蕊溶液的現(xiàn)象是__________________________;

用一個(gè)化學(xué)方程式說明B具有還原性_____________________________。

(3)C在反應(yīng)中既可作氧化劑,又可作還原劑。當(dāng)它作氧化劑時(shí),理論上其可被還原為__________(填標(biāo)號(hào))

ANa2S BS CH2SO3 DNa2SO4 EH2SO4

(4)ASO2混合,可生成淡黃色固體。該反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_____。

(5)D的濃溶液與銅單質(zhì)在加熱條件下可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________,反應(yīng)中D顯示酸性和______________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列描述中正確的是(

A. CS2V形的極性分子

B. ClO3-的空間構(gòu)型為平面三角形

C. SF6中有6對(duì)完全相同的成鍵電子對(duì)

D. SiF4SO32-的中心原子前者為sp3雜化,后者為sp2雜化

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】金剛烷是一種重要的化工原料,工業(yè)上可通過下列途徑制備:

請(qǐng)回答下列問題:

(1)環(huán)戊二烯分子中最多有________個(gè)原子共平面;

(2)金剛烷的分子式為_____,其分子中的-CH2-基團(tuán)有_____個(gè);

(3)已知烯烴能發(fā)生如下反應(yīng):

。

請(qǐng)寫出下列反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式:

;_______

(4)A是二聚環(huán)戊二烯的同分異構(gòu)體,能使溴的四氯化碳溶液褪色,A經(jīng)高錳酸鉀酸性溶液加熱氧化可以得到對(duì)苯二甲酸[提示: 苯環(huán)上的烷基(-CH3,-CH2R,-CHR2)或烯基側(cè)鏈經(jīng)高錳酸鉀酸性溶液氧化得羧基],寫出A所有可能的結(jié)構(gòu)簡式(不考慮立體異構(gòu)):_____________________。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案