11．CoCl2•6H2O是一種飼料營養(yǎng)強化劑．一種利用水鈷礦（主要成分為Co2O3、Co（OH）3，還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等）制取CoCl2•6H2O的工藝流程如圖：

已知：①浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；
②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表：（金屬離子濃度為：0.01mol/L）
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Co（OH）2Al（OH）3Mn（OH）2
開始沉淀2.77.67.64.07.7
完全沉淀3.79.69.25.29.8
③CoCl2•6H2O熔點為86℃，加熱至110～120℃時，失去結(jié)晶水生成無水氯化鈷．
（1）水鈷礦進行預(yù)處理時加入Na2SO3的主要作用是將Fe3+、Co3+還原．
（2）寫出NaClO3在浸出液中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；若不慎向“浸出液”中加過量NaClO3時，可能會生成有毒氣體，寫出生成該有毒氣體的離子方程式ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O．
（3）加Na2CO3調(diào)pH至a，a的取值范圍是5.2≤a≤7.6；制得的CoCl2•6H2O在烘干時需減壓烘干的原因是降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解．
（4）萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖．向“濾液”中加入萃取劑的目的是除去溶液中的Mn2+；其使用的最佳pH范圍是B．
A．2.0～2.5
B．3.0～3.5
C．4.0～4.5
D．5.0～5.5
（5）CoCl2•6H2O溶解度隨溫度升高顯著增大，所得粗產(chǎn)品通過重結(jié)晶方法提純．

分析 含鈷廢料中加入鹽酸，加入鹽酸和亞硫酸鈉，可得CoCl2、AlCl3、FeCl2，加入NaClO3，可得到FeCl3，然后加入Na2CO3調(diào)pH至5.2，可得到Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，過濾后所得濾液主要含有CoCl2，為得到CoCl2•6H2O晶體，應(yīng)控制溫度在86℃以下，加熱時要防止溫度過高而失去結(jié)晶水，可減壓烘干，
（1）亞硫酸鈉具有還原性，能還原氧化性離子；
（2）NaClO3的作用是將Fe2+氧化成Fe3+；在酸性條件下，NaClO3與氯離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣；
（3）根據(jù)鋁離子、鐵離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成沉淀和二氧化碳進行解答；溫度高時，CoCl2•6H2O分解；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，調(diào)節(jié)溶液PH在3.0～3.5之間，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+轉(zhuǎn)化為Co（OH）2沉淀；
（5）CoCl2•6H2O溶解度隨溫度升高顯著增大，所以從溶液中獲得CoCl2•6H2O，可以用重結(jié)晶的方法．

解答 解：（1）亞硫酸鈉具有還原性，能還原氧化性離子Fe3+、Co3+，所以浸出過程中加入Na2SO3的目的是將Fe3+、Co3+還原，
故答案為：將Fe3+、Co3+還原；
（2）NaClO3的作用是將Fe2+氧化成Fe3+，其反應(yīng)的離子方程式為：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；在酸性條件下，NaClO3與氯離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣，其反應(yīng)的離子方程式為：ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O；
故答案為：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O；
（3）NaClO3的作用是將Fe2+氧化成Fe3+，加Na2CO3調(diào)pH至a，為使鋁離子沉淀完全，而鈷離子不沉淀，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知pH值的范圍是5.2≤a≤7.6，鋁離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳，水解的離子方程式為：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑，根據(jù)題意知，CoCl2•6H2O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，為防止其分解，制得的CoCl2•6H2O需減壓烘干，
故答案為：5.2≤a≤7.6；降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解；
（4）根據(jù)流程圖可知，此時溶液中存在Mn2+、Co2+金屬離子；
由萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系可知，調(diào)節(jié)溶液PH在3.0～3.5之間，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+轉(zhuǎn)化為Co（OH）2沉淀，
故答案為：除去溶液中的Mn2+；B；
（5）CoCl2•6H2O溶解度隨溫度升高顯著增大，所以從溶液中獲得CoCl2•6H2O，可以用重結(jié)晶的方法，
故答案為：重結(jié)晶．

點評 本題通過制取CoCl2•6H2O的工藝流程，考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計，題目難度中等，理解工藝流程圖、明確實驗操作與設(shè)計及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．

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：選擇題

1．如表實驗操作能達(dá)到相應(yīng)目的是（　�。�
編號實驗操作目的
A取4gNaOH固體溶于100mL水中配制0.1mol•L-1NaOH溶液
B向沸水中逐滴加入1-2mLFeCl3飽和溶液，攪拌并繼續(xù)煮沸到變成紅褐色制備Fe（OH）3膠體
C測定等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、硝酸的pH比較Cl、N的非金屬性
D用MgCl2、AlCl3溶液做導(dǎo)電性試驗證明兩者是離子化合物還是共價化合物
A．AB．BC．CD．D

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2．硼及其化合物在現(xiàn)代工業(yè)、生活和國防中有著重要的應(yīng)用價值．

（1）基態(tài)硼原子的電子排布式是1s22s22p1；最簡單的硼烷是B2H6（乙硼烷），結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中B原子的雜化方式為sp3雜化；
（2）三氯化硼和三氟化硼常溫下都是氣體，都有強烈的接受孤電子對的傾向．推測它們固態(tài)時的晶體類型為分子晶體；三氟化硼與氨氣相遇，立即生成白色固體，寫出該白色固體結(jié)構(gòu)式，并標(biāo)注出其中的配
位鍵；
（3）經(jīng)結(jié)構(gòu)研究證明，硼酸晶體中B（OH）3單元結(jié)構(gòu)如圖Ⅰ所示．各單元中的氧原子通過O-H…O氫鍵連結(jié)成層狀結(jié)構(gòu)，其片層結(jié)構(gòu)及鍵長、層間距數(shù)據(jù)如圖Ⅱ所示．層與層之間以微弱的分子間力相結(jié)合構(gòu)成整個硼酸晶體．
①H3BO3是一元弱酸，寫出它與水反應(yīng)的化學(xué)方程式H3BO3+H2O?[B（OH）4]-+H+；
②根據(jù)結(jié)構(gòu)判斷下列說法正確的是ac；
a．硼酸晶體有滑膩感，可作潤滑劑       b．H3BO3分子的穩(wěn)定性與氫鍵有關(guān)
c．含1mol H3BO3的晶體中有3mol氫鍵    d．H3BO3分子中硼原子最外層為8e-穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
（4）利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷，圖2為其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖．
①該功能陶瓷的化學(xué)式為BN；②第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有3種．

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19．鐵及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用．請回答下列問題：
（1）黃鐵礦（主要成分為FeS2）是生產(chǎn)硫酸的冶煉鋼鐵的重要原料．高溫下可發(fā)生反應(yīng)：其中一個反應(yīng)為：3FeS2+8O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6SO2+Fe3O4，該過程若有1.5mol FeS2參加反應(yīng)，則反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移16 mol電子；
（2）氯化鋁溶液顯酸性，原因是Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+（用離子方程式稀釋）；
（3）人工腎臟可采用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素（CO（NH2）2；它易被氧化），原理如圖所示．
①電源的負(fù)極為B（填“A”或“B”）．
②陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為2Cl--2e-=Cl2↑、CO（NH2）2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl．
③電解結(jié)束后，陰極室溶液的pH與電解前相比將不變；若陰極共收集到氣體6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則除去的尿素為3.6 g（忽略氣體的溶解）．
（4）為了減少CO對大氣的污染，某研究性學(xué)習(xí)小組擬研究利用CO和H2O反應(yīng)轉(zhuǎn)化為綠色能源H2．已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566.0kJ•moL-1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ•moL-1
H2O（g）═H2O（l）△H=-44.0kJ•moL-1
寫出CO和H2O（g）作用生成CO2和H2的熱化學(xué)方程式：CO（g）+H2O（g）=H2（g）+CO2（g）△H=-41.2KJ•moL-1．

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6．按照要求回答問題：
（1）寫出下列反應(yīng)的離子方程式：
①向石灰石中滴加鹽酸CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+；
②向硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液Cu 2++2OH-=Cu（OH）2↓；
③寫出Na與H2O反應(yīng)的離子方程式2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑；
（2）除去Na2SO4 溶液中的Na2CO3雜質(zhì)，選用的試劑是硫酸，寫出對應(yīng)反應(yīng)的離子方程式CO32-+2H+=CO2↑+H2O．
（3）根據(jù)下面離子方程式寫出化學(xué)方程式：
①Ca2++CO32-═CaCO3↓CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl②OH-+HCO3-═CO32-+H2ONaOH+NaHCO3═Na2CO3+H2O．

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16．某中藥主要含二硫化亞鐵（FeS2），某學(xué)習(xí)小組欲用如圖1所示裝置進行實驗，測定其鐵、硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

（1）裝置中，A為高溫灼燒裝置，B為氣體吸收裝置，C為檢測尾氣中是否含有SO2的傳感器．取m g該中藥樣品于裝置A中，經(jīng)充分反應(yīng)，使硫元素全部轉(zhuǎn)化為SO2和SO3，在B中得到白色沉淀，傳感器（裝置C）未檢測到SO2．
①裝置B中的H2O2反應(yīng)時表現(xiàn)出了氧化性．
②欲計算硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需測量的數(shù)據(jù)是B中沉淀的質(zhì)量．傳感器的工作原理如圖2所示．傳感器中陰極的電極反應(yīng)式是2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O．
（2）為測定鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，繼續(xù)實驗．
a．將A裝置中的剩余固體用足量鹽酸酸浸，有少量H2產(chǎn)生．充分反應(yīng)后過濾，得到黃色濾液；
b．向濾液中滴加TiCl3溶液，至恰好完全反應(yīng)，TiCl3被氧化為TiO2+；
c．用滴定法測定Fe2+的量，消耗v mL n mol/LK2Cr2O7溶液．
①a中濾液含有的金屬陽離子是Fe3+、Fe2+．
②b中反應(yīng)的離子方程式是Fe3++Ti3++H2O=Fe2++TiO2++2H+．
③c中K2Cr2O7被還原為Cr3+，樣品中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)學(xué)表示式是$\frac{33.6vn}{m}$．

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3．（1）取等物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液兩份A和B，每份10mL，分別向A、B中通入不等量的CO2，再繼續(xù)向兩溶液中逐滴加入0.1mol/L的鹽酸，標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生的CO2的體積與所加鹽酸體積之間的關(guān)系如圖所示，試回答下列問題：
①原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.75mol/L．
②曲線A表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶質(zhì)成分是Na2CO3、NaOH，其物質(zhì)的量之比為1：3．
③曲線B表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液加鹽酸后產(chǎn)生CO2氣體體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的最大值為112mL．
（2）現(xiàn)有甲、乙兩瓶無色溶液，已知它們可能為AlCl3溶液和NaOH溶液．現(xiàn)分別將一定體積的甲、乙兩溶液混合，具體情況如下表所示，請回答：
實驗①實驗②實驗③
取甲瓶溶液的量400mL120mL120mL
取乙瓶溶液的量120mL440mL400mL
生成沉淀的量1.56g1.56g3.12g
①甲瓶溶液為AlCl3溶液．
②乙瓶溶液的物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L．

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20．鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質(zhì)及其化合物有著各自的性質(zhì)．
（1）現(xiàn)配制100mL0.01mol•L-1FeCl3溶液，配制過程中需要的玻璃儀器除量筒、膠頭滴管、燒杯外，還需要100mL容量瓶、玻璃棒；
（2）將FeCl3溶液滴入沸水可得到紅褐色液體，反應(yīng)的離子方程式是Fe3++3H2O═Fe（OH）3（膠體）+3H+．此液體具有的性質(zhì)是ad（填寫序號字母）．
a．光束通過該液體時形成光亮的“通路”
b．將該液體進行過濾，可得到紅褐色固體
c．向該液體中加入AgNO3溶液，無沉淀產(chǎn)生
d．該液體顯酸性
（3）“細(xì)菌冶金”是利用某些細(xì)菌的特殊代謝功能開采金屬礦石，例如溶液中氧化亞鐵硫桿菌能利用空氣中的氧氣將黃鐵礦（主要成分FeS2）氧化為Fe2（SO4）3，并使溶液酸性增強．
①該過程反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeS2+15O2+2H2O$\frac{\underline{\;細(xì)菌\;}}{\;}$2Fe2（S04）3+2H2S04．
②人們可利用Fe2（SO4）3作強氧化劑溶解銅礦石（Cu2S），然后加入鐵屑進一步得到銅，該過程中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式如下，請補充完整并配平：1Cu2S+10Fe3++4H2O$\frac{\underline{\;細(xì)菌\;}}{\;}$2Cu2++10Fe2++8H++1SO42-
（4）羥胺（NH2OH）是 一種還原劑，用25.0mL0.49mol/L羥胺有酸性溶液跟足量的硫酸鐵溶液在煮沸條件下反應(yīng)，生成的Fe2+恰好與24.50mL 0.020mol/L的KMnO4酸性溶液反應(yīng)（反應(yīng)后MnO4-離子變成Mn2+）．則在上述反應(yīng)中，羥胺的氧化產(chǎn)物中N的化合價是+1．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

1．三氯化硼（BCl3）是一種重要的化工原料，可用于制取乙硼烷（B2H6），也可做有機合成的催化劑．某興趣小組擬選用下列裝置制備BCl3．
已知：①BCl3的沸點為12.5℃，熔點為-107.3℃；②2B+6HCl  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$   2BCl3↑+3H2↑
③硼與鋁的性質(zhì)相似，也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)

請回答下列問題：
（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O．
（2）按氣流方向連接各裝置的連接順序為A→C→E→B→D→E→F
（裝置可重復(fù)使用），實驗時應(yīng)先點燃A處酒精燈（填“A”或“B”）．
（3）裝置E的兩個作用是防止空氣中的水進入U形管、；吸收多余的氯氣．
實驗中若不用裝置C，可能產(chǎn)生的危險是氫氣與氯氣混合受熱易爆炸．
（4）裝置D的作用是冷卻和收集三氯化硼．
（5）BCl3遇水產(chǎn)生大量的白霧，同時生成硼酸（H3BO3），其反應(yīng)的化學(xué)方程式為BCl3+3H2O=3HCl+H3BO3．
（6）設(shè)計實驗方案驗證所得的產(chǎn)品中是否含有硼粉：取少量產(chǎn)品于試管中，滴加濃氫氧化鈉溶液，若有氣泡產(chǎn)生，則樣品中含有硼粉；若無氣泡，則樣品中無硼粉．

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