【題目】草酸鈷是制作氧化鈷和金屬鈷的原料。一種利用含鈷廢料(主要成分為Co2O3,含少量Ni、Fe、Al2O3、CaO、炭及有機物等)制取CoC2O4的工藝流程如下:

己知:①草酸鈷晶體難溶于水

RH為有機物,可用RH、有機溶劑萃取出溶液中的Ni2+

③幾種金屬陽離子的氫氧化物沉淀時的PH如表所示:

Fe3+

Co2+

開始沉淀時

1.9

7.1

沉淀完全時

3.7

9.1

(1)“焙燒”的目的_______。

(2)“堿浸”過程中Al2O3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______

(3) 經(jīng)硫酸酸化后,“鈷浸出”過程中Co3+轉(zhuǎn)化為Co2的離子方程式為_______。

(4)“浸出液B”中加入CoO并調(diào)節(jié)pH值至3.7~7.1的目的為_______。

(5) 加入NaF溶液可將鈣離子轉(zhuǎn)化為沉淀并過濾除去,若所得濾液中c(F)=1.0×102mol·L1,則濾液中c(Ca2)_______mol·L1[已知Ksp(CaF2)=1.05×1010]。

(6) 萃取后水層中含有大量的Co2+,將水層與酸性KMnO4溶液充分混合生成Co3+、Mn2+,理論上完全反應(yīng)消耗的n(Co2+)n(MnO4)=_______。

【答案】除去炭和有機物 Al2O3 + 2NaOH =2NaAlO2 + H2O 2Co3+ ++H2O = 2Co2+ ++3H+ 使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀 1.05×106 5:1

【解析】

含鈷廢料通過“焙燒”除去炭及有機物;“堿浸”加NaOH溶液將Al2O3變?yōu)?/span>NaAlO2除去;“鈷浸出”得到含Co2+Fe2+、Ni2+、Ca2+、SO42-的浸出液B;含Co2+、Fe2+Ni2+、Ca2+、SO42-的浸出液B中加H2O2Fe2+氧化成Fe3+,加入CoO調(diào)節(jié)pH值至3.7~7.1、過濾除去Fe3+,得含Co2+、Ni2+、Ca2+、SO42-的濾液A;含Co2+、Ni2+Ca2+、SO42-的濾液A中加入NaF溶液將Ca2+變?yōu)?/span>CaF2沉淀,再經(jīng)過濾除去CaF2得含Co2+、Ni2+SO42-、Na+的濾液B;含Co2+、Ni2+、SO42-、Na+的濾液BRH萃取Ni2+,除去RH層,得含Co2+、Na+、SO42-的溶液,據(jù)此解答。

(1)“焙燒”的目的是除去炭和有機物,故答案為:除去炭和有機物;

(2)“堿浸”過程中Al2O3NaOH反應(yīng)生成NaAlO2H2O,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3 + 2NaOH =2NaAlO2+ H2O,故答案為:Al2O3 + 2NaOH =2NaAlO2+ H2O;

(3)HSO3-具有還原性,將Co3+還原為Co2,自身被氧化成SO42-,反應(yīng)的離子方程式為:2Co3+++H2O = 2Co2+++3H+,故答案為:2Co3+++H2O = 2Co2+++3H+;

(4)“浸出液B”中加入CoO并調(diào)節(jié)pH值至3.7~7.1的目的是使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,故答案為:使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀;

(5)Ksp(CaF2)=c(Ca2)×c2(F)得:c(Ca2)== 1.05×106mol·L1,故答案為:1.05×106;

(6)1molCo2+變?yōu)?/span>Co3+,失1mol電子,1molMnO4-變?yōu)?/span>1molMn2+,得(7-2)mol=5mol電子,根據(jù)得失電子守恒得:n(Co2+)n(MnO4)=5:1,故答案為:5:1。

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】對相同物質(zhì)的量的乙烯和丙烯,有下列敘述:①碳原子數(shù)之比為 23②氫原子數(shù)之比為 23③含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同④分子個數(shù)之比為 11.其中正確的是 (   )

A.①④B.①②④C.①②③D.①②③④

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】明礬石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al 2O3·6H2O,還含有少量Fe2O3雜質(zhì)。利用明礬石制備氫氧化鋁的流程如下:

(1)焙燒爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al2(SO4)3+3S 2Al 2O3 +9SO2,該反應(yīng)的氧化劑是______________,若生成1molAl2O3,則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為____________________

(2)將標(biāo)況下1.12L爐氣通入100mL 0.5mol·L-1 NaOH溶液中,得到一種酸性溶液,則該溶液中各種離子濃度由大到小的排列順序為___________________________________。

(3)熟料溶解時反應(yīng)的離子方程式為_________________________。

(4)母液中溶質(zhì)主要成分的化學(xué)式為_________________________,溶液調(diào)節(jié)pH后經(jīng)過濾、洗滌可得Al(OH)3沉淀,證明沉淀已洗滌干凈的實驗操作和現(xiàn)象是 ________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】汽車發(fā)動機工作時會產(chǎn)生包括CO、NOx等多種污染氣體,如何處理這些氣體,對保護大氣環(huán)境意義重大,回答下列問題:

1)已知:2NO2(g) 2NO(g)O2(g) ΔH1=+115.2 kJ·mol1;

2O3(g) 3O2(g) ΔH2=-286.6 kJ·mol1。

寫出臭氧與NO作用產(chǎn)生NO2O2的熱化學(xué)方程式:___________。恒容密閉體系中NO氧化率隨值的變化以及隨溫度的變化曲線如圖所示。NO氧化率隨值增大而增大的主要原因是________________________。

2)實驗測得反應(yīng)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) H<0的即時反應(yīng)速率滿足以下關(guān)系式:v=k·c2(NO)·c(O2)v=k·c2(NO2),k、k為速率常數(shù),受溫度影響

①溫度為T1時,在1L的恒容密閉容器中,投入0.6 molNO0.3 molO2達到平衡時O20.2 mol;溫度為T2時,該反應(yīng)存在k=k,則T1_______ T2 (大于小于等于”)。

②研究發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)按如下步驟進行:

第一步:NO+NO N2O2 快速平衡 第二步:N2O2 +O22NO2 慢反應(yīng)

其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡,第一步反應(yīng)中:v1=k1×c2(NO);v1=k1×c(N2O2)

下列敘述正確的是______

A.同一溫度下,平衡時第一步反應(yīng)的越大反應(yīng)正向程度越大

B.第二步反應(yīng)速率低,因而轉(zhuǎn)化率也低

C.第二步的活化能比第一步的活化能低

D.整個反應(yīng)的速率由第二步反應(yīng)速率決定

3)科學(xué)家研究出了一種高效催化劑,可以將CONO2兩者轉(zhuǎn)化為無污染氣體,反應(yīng)方程式為:2NO2(g)+4CO(g) 4CO2(g)+N2(g) H<0

某溫度下,向10L密閉容器中分別充入0.1molNO20.2 molCO,發(fā)生上述反應(yīng),隨著反應(yīng)的進行,容器內(nèi)的壓強變化如下表所示:

時間/min

0

2

4

6

8

10

12

壓強/kPa

75

73.4

71.95

70.7

69.7

68.75

68.75

回答下列問題:

①在此溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_________kPa-1(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),計算結(jié)果精確到小數(shù)點后2);若保持溫度不變,再將COCO2氣體濃度分別增加一倍,則平衡_____(右移左移不移動”);

②若將溫度降低,再次平衡后,與原平衡相比體系壓強(p)如何變化?_______(增大、減小不變”),原因是_____________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實驗室可用苯乙酮間接電氧化法合成苯甲酸,原理如圖所示:

實驗步驟如下:

步驟I:電合成:在電解池中加入KI20mL蒸餾水和20mL1,4-二氧六環(huán),攪拌至完全溶解,再加入20mL苯乙酮,連接電化學(xué)裝置,恒定電壓下電解7h

步驟II:清洗分離:反應(yīng)停止后,將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至燒瓶,蒸餾除去反應(yīng)溶劑;用蒸餾水和二氯甲烷洗滌燒瓶,將洗滌液轉(zhuǎn)移至分液漏斗;用二氯甲烷萃取除去質(zhì),分離出水相和有機相;

步驟III:制得產(chǎn)品:用濃鹽酸酸化水相至pH1~2,接著加入飽和NaHSO3溶液,振蕩、抽濾、干燥,稱量得到產(chǎn)品7.8g;

有關(guān)物質(zhì)的數(shù)據(jù)如下表所示:

物質(zhì)

分子式

溶解性

沸點()

密度(g/cm3)

相對分子質(zhì)量

苯乙酮

C8H8O

難溶于水

202.3

1.03

120

苯甲酸

C7H6O2

微溶于水

249

1.27

122

二氯甲烷

CH2Cl2

不溶于水

40

1.33

85

回答下列問題:

1)步驟I中,陰極的電極反應(yīng)式為________________________ ,苯乙酮被氧化的離子方程式為_____________________

2)步驟II蒸餾過程中,需要使用到的玻璃儀器有____________,(填標(biāo)號)除此之外還需要____________________

3)步驟II分液過程中,應(yīng)充分振蕩,靜置分層后________(填標(biāo)號)

A.直接將有機相從分液漏斗的上口倒出

B.直接將有機相從分液漏斗的下口放出

C.先將有機相從分液漏斗的下口放出,再將水相從下口放出

D.先將有機相從分液漏斗的下口放出,再將水相從上口倒出

4)步驟III中,加入濃鹽酸的目的是____________________

5)步驟III中,加入飽和NaHSO3溶液,水相中的顏色明顯變淺,說明過量的I2被還原為I,其離子方程式為_______________________

6)本實驗的產(chǎn)率是______________(保留小數(shù)后一位有效數(shù)字)

7)得到的粗苯甲酸可用____________法進行提純。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)用如圖裝置來測定某原電池工作時在某段時間內(nèi)通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量。量筒的規(guī)格為1 000 mL,供選擇的電極材料有純銅片和純鋅片。

請回答下列問題:

1b電極材料為___,其電極反應(yīng)式為____。

2)當(dāng)量筒中收集到672 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時,通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量為___mol,此時a電極質(zhì)量____(增加減少”)___g。

3)如果將a、b兩電極的電極材料對調(diào),U形管中將出現(xiàn)的現(xiàn)象是____

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】H2O2不穩(wěn)定、易分解,Fe3Cu2等對其分解起催化作用,為比較Fe3Cu2H2O2分解的催化效果,某化學(xué)研究小組同學(xué)分別設(shè)計了如圖甲、乙兩種實驗裝置。

1)若利用圖甲裝置,可通過觀察__________現(xiàn)象,從而定性比較得出結(jié)論。

2)有同學(xué)提出將FeCl3改為Fe2(SO4)3更為合理,其理由是 ________。寫出H2O2在二氧化錳催化作用下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________。

3)若利用乙實驗可進行定量分析,圖乙中儀器A的名稱為________,實驗時均以生成40mL氣體為準(zhǔn),其他可能影響實驗的因素均已忽略,實驗中還需要測量的數(shù)據(jù)是________

4)將0.1molMnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氣體的體積和時間的關(guān)系如圖丙所示,解釋反應(yīng)速率變化的原因:________。H2O2初始物質(zhì)的量濃度為_______(保留兩位小數(shù))。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】用下圖所示裝置除去含CN、Cl廢水中的CN時,控制溶液PH9~10,陽極產(chǎn)生的ClOCN氧化為兩種無污染的氣體,下列說法不正確的是

A. 用石墨作陽極,鐵作陰極

B. 陽極的電極反應(yīng)式為:Cl+ 2OH2e= ClO+ H2O

C. 陰極的電極反應(yīng)式為:2H2O + 2e= H2↑ + 2OH

D. 除去CN的反應(yīng):2CN+ 5ClO+ 2H+ = N2↑ + 2CO2↑ + 5Cl+ H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】化學(xué)與人類生活、生產(chǎn)和社會可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān),下列有關(guān)說法或操作不正確的是(

①為增強消毒液(有效成分NaClO)的消毒能力,可以滴加幾滴濃鹽酸

②新冠病毒可以采用高溫或酒精來殺死,均利用的是蛋白質(zhì)的變性

③常見的化學(xué)鍵有離子鍵、共價鍵、氫鍵

④石油的蒸餾、分餾、精餾是物理變化,而煤的干餾是化學(xué)變化

⑤硅酸鈉俗稱水玻璃

⑥苯在工業(yè)上,既可以以煤為原料制備,也可以以石油為原料制備

A.①②⑥B.①③⑤C.③⑤⑥D.①④⑥

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