【題目】(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)流程如圖(廢料中含有AlLi、Co2O3Fe2O3等物質(zhì))。

已知:LiF難溶于水,Li2CO3微溶于水。

請(qǐng)回答:

1)寫(xiě)出I中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式并用單線(xiàn)橋標(biāo)記電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目________。

2)寫(xiě)出步驟中Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2的離子方程式_______________

3)步驟II所得廢渣的主要成分除了LiF外,還有________________。

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

5)在空氣中加熱10.98g草酸鈷晶體(CoC2O42H2O)樣品,受熱過(guò)程中不同溫度范圍內(nèi)分別得到一種固體物質(zhì),其質(zhì)量如下表。己知:M(CoC2O42H2O)=183g/mol

溫度范圍/

固體質(zhì)量/g

150--210

8.82

290--320

4.82

890--920

4.5

經(jīng)測(cè)定,加熱到210℃時(shí),固體物質(zhì)的化學(xué)式為_____。加熱到210--290℃過(guò)程中產(chǎn)生的氣體只有CO2,此過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________。溫度高于890℃時(shí),固體產(chǎn)物發(fā)生分解反應(yīng),固體產(chǎn)物為__________。

【答案】 Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O Fe(OH)3 防止鋰離子結(jié)合碳酸根離子形成碳酸鋰沉淀 CoC2O4 3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2 CoO

【解析】試題分析:廢料經(jīng)氫氧化鈉溶液溶解除去鋁,得到鈷渣,鈷渣經(jīng)鹽酸溶解得浸出液,浸出液中含氯化鋰、氯化鈷和氯化鐵,向浸出液中加入20%的碳酸鈉溶液促進(jìn)Fe3+水解為氫氧化鐵沉淀、加入氟化鈉溶液沉淀其中的Li+,過(guò)濾,再向?yàn)V液中加入30%的碳酸鈉溶液,把氯化鈷轉(zhuǎn)化為碳酸鈷沉淀,碳酸鈷經(jīng)鹽酸溶解后,再加草酸銨轉(zhuǎn)化為草酸鈷晶體,最后將草酸鈷高溫煅燒得到氧化鈷粉末。

(1)I中發(fā)生反應(yīng)為鋁和氫氧化鈉溶液生成偏鋁酸鈉和氫氣,其中鋁是還原劑、水是氧化劑,用單線(xiàn)橋標(biāo)記電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目如下:

(2)Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2的離子方程式為Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O。

(3)步驟II所得廢渣的主要成分除了LiF外,還有Fe(OH)3。

(4)NaF與溶液中的Li+形成LiF沉淀,因?yàn)樘妓徜囄⑷苡谒,故此反?yīng)對(duì)步驟IV所起的作用是防止鋰離子結(jié)合碳酸根離子形成碳酸鋰沉淀。

(5)由表中數(shù)據(jù)可知,加熱到210℃時(shí),10.98g草酸鈷晶體(CoC2O42H2O)樣品的質(zhì)量變?yōu)?/span>8.82g,質(zhì)量減少了2.16g。結(jié)晶水合物受熱分解時(shí),通常最先失去結(jié)晶水。10.98g草酸鈷晶體的物質(zhì)的量為0.06mol,其中含結(jié)晶水0.12mol,其質(zhì)量恰好為2.16g,所以此時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式為CoC2O4。加熱到210--290℃過(guò)程中產(chǎn)生的氣體只有CO2,此過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。溫度高于890℃時(shí),固體產(chǎn)物Co3O4發(fā)生分解反應(yīng),固體的質(zhì)量變?yōu)?/span>4.5g,其中含0.06mol Co,則產(chǎn)物中n(O)=,所以,此時(shí)產(chǎn)物為CoO。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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1消毒液的物質(zhì)的量濃度約為______ mol·L1。

2某同學(xué)取100 mL “84消毒液,稀釋后用于消毒,稀釋后的溶液中c(Na)________ mol·L1。

3該同學(xué)參閱該“84消毒液的配方,欲用NaClO固體配制480 mLNaClO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的消毒液。下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。

A.如圖所示的儀器中,有三種是不需要的,還需要一種玻璃儀器

B.容量瓶用蒸餾水洗凈后,應(yīng)烘干后才能用于溶液配制

C.配制過(guò)程中,未用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒可能導(dǎo)致結(jié)果偏低

D.需要稱(chēng)量NaClO固體的質(zhì)量為143.0 g

4“84消毒液與稀硫酸混合使用可增強(qiáng)消毒能力,某消毒小組人員用98%(密度為1.84 g·cm3)的濃硫酸配制2 000 mL 2.3 mol·L1的稀硫酸用于增強(qiáng)“84消毒液的消毒能力。

①所配制的稀硫酸中,H的物質(zhì)的量濃度為________ mol·L1。

②需用濃硫酸的體積為________ mL。

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【題目】高鐵酸鉀(K2FeO 4)是一種新型、高效、多功能水處理劑,下列反應(yīng)可制取K2FeO4:2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH=2K2FeO4+6□+8H2O。下列說(shuō)法不正確的是

A. 每轉(zhuǎn)移1mole,可以得到33g K2FeO4

B. □處的物質(zhì)應(yīng)為KCl

C. 該反應(yīng)中鐵元素的化合價(jià)升高

D. 氧化性:Cl2>K2FeO4

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【題目】(1)我國(guó)首創(chuàng)以鋁_空氣_海水電池作為能源的新型的海水標(biāo)志燈,以海水為電解質(zhì)溶液,靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流,只要把燈放入海水?dāng)?shù)分鐘,就會(huì)發(fā)出耀眼的白光。則電源的負(fù)極材料是________,負(fù)極反應(yīng)為_____________;正極材料是__________,正極反應(yīng)為_______________。

(2)熔鹽電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視, 可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為陽(yáng)極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合氣為陰極助燃?xì),制得?50 ℃下工作的燃料電池,完成有關(guān)電池反應(yīng)式。陽(yáng)極反應(yīng)式:2CO+2CO-4e===4CO2,陰極反應(yīng)式:____________,電池總反應(yīng)式:____________ 。

(3)離子液體是一種室溫熔融鹽,為非水體系,由有機(jī)陽(yáng)離子、Al2Cl7和AlCl4組成的離子液體作電解液時(shí),可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應(yīng)接電源的________極,已知電鍍過(guò)程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽(yáng)離子不參與電極反應(yīng),陰極電極反應(yīng)式為_______________。若改用AlCl3水溶液作電解液,則陰極產(chǎn)物為_________。

(4) “鎂-次氯酸鹽”燃料電池的裝置如圖所示,該電池的正極反應(yīng)式為_________________。

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