【題目】用水鈷礦[主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·6H2O的工藝流程如下:
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見下表:
沉淀物 | Fe( OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al( OH)3 | Mn(OH)2 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
(1)①浸出過程中加入Na2SO3的目的是____。
②向浸出液中加入NaClO3的離子反應(yīng)方程式為____。
③為提高浸取率除了適當增大NaClO3濃度,升高溫度還可采取措施____(答一條即可)。若不慎向“浸出液”中加入NaClO3過量時,可能會生成有毒氣體,寫出生成該有毒氣體的離子方程式____。
(2)①“加Na2CO3調(diào)pH至a”,過濾所得到的沉淀成分為____。
②萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖,萃取劑的作用是____;其使用的適宜pH范圍是____(填編號)。
A.2.0—2.5 B. 3.0—3.5 C.4.0—4.5 D.5.0—5.5
③“操作1”中包含的基本實驗操作,它們依次是_______、____和過濾、減壓烘干。
(3)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AgNO3溶液,過濾,洗滌,將沉淀烘干后稱其質(zhì)量。通過計算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分數(shù)大于100%,其原因可能是____(答一條即可)。
【答案】 將鈷元素還原到+2價 ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3 H2O 粉碎礦石(其它合理答案均可) ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O Fe(OH)3. Al(OH)3 除去溶液中的Mn2+ B 蒸發(fā)(濃縮) 冷卻(結(jié)晶) 粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結(jié)晶水(其它合理答案均可)
【解析】試題分析:本題以水鈷礦為原料制取CoCl2·6H2O的流程為載體,考查流程的分析,離子方程式的書寫,反應(yīng)條件的選擇,圖像分析,基本實驗操作和誤差分析。
(1)①水鈷礦中加入鹽酸、Na2SO3浸取后浸出液中含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等,此過程中發(fā)生的反應(yīng)有:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O、Fe2O3+SO32-+4H+=2Fe2++SO42-+2H2O、Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、MnO+2H+=Mn2++H2O,浸出過程中加入Na2SO3的目的是作還原劑,將Co元素還原到+2價,Fe元素還原為Fe2+。
②向浸出液中加入NaClO3將Fe2+氧化成Fe3+、NaClO3被還原成Cl-,反應(yīng)可寫成ClO3-+Fe2+→Fe3++Cl-,根據(jù)得失電子守恒配平為ClO3-+6Fe2+→6Fe3++Cl-,結(jié)合原子守恒和溶液呈酸性,寫出離子方程式為ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O。
③為提高浸取率除了適當增大NaClO3濃度、升高溫度,還可以采取的措施粉碎礦石、攪拌等。若不慎向“浸出液”中加入NaClO3過量,過量的NaClO3與Cl-在酸性條件下發(fā)生歸中反應(yīng)產(chǎn)生有毒的Cl2,反應(yīng)的離子方程式為ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O。
(2)①加入NaClO3反應(yīng)后溶液中主要陽離子為H+、Co2+、Fe3+、Mn2+、Al3+、Na+,根據(jù)各陽離子以氫氧化物形成沉淀時的pH分析,“加Na2CO3調(diào)pH至a”是除去Fe3+、Al3+,所以過濾所得到的沉淀成分為Fe(OH)3、Al(OH)3。
②浸出液中加入Na2CO3調(diào)pH至a除去Fe3+、Al3+,此時溶液中主要陽離子為Co2+、Mn2+、Na+等,則加入萃取劑的作用是除去溶液中的Mn2+,根據(jù)圖示為了除去Mn2+應(yīng)使Mn2+的萃取率盡可能高、Co2+的萃取率盡可能低,則適宜的pH范圍為3.0~3.5,答案選B。
③萃取后的余液中主要含Co2+、Na+、Cl-等,從萃取后的余液中獲得CoCl2·6H2O的“操作1”為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、減壓烘干(防止CoCl2·6H2O分解失去結(jié)晶水)。
(3)測定CoCl2·6H2O含量的原理:加入AgNO3溶液與Cl-反應(yīng)形成AgCl沉淀,通過測定AgCl的質(zhì)量計算CoCl2·6H2O的含量。粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分數(shù)大于100%的原因可能是:粗產(chǎn)品中含可溶性氯化物(如NaCl等)、CoCl2·6H2O晶體失去了部分結(jié)晶水。
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【題目】設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說法不正確的是
A.1 mol醋酸的質(zhì)量與NA個醋酸分子的質(zhì)量相等
B.NA個氧氣分子和NA個氫氣分子的質(zhì)量比等于16∶1
C.30 g乙烷(C2H6)所含的原子數(shù)目為NA
D.在標準狀況下, 0.5NA個氯氣分子所占體積約是11.2 L
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【題目】在500℃時,把0.3mol SO2和0.2mol O2充入一個體積為10L并盛有V2O5(催化劑)的真空密閉容器中,保持溫度不變,經(jīng)2min后,容器內(nèi)的壓強不再變化,此時容器內(nèi)壓強減小20%。下列說法正確的是( )
A.該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=400
B.其他條件不變,再充入0.3mol SO2和0.2mol O2平衡時,SO2的體積分數(shù)增大
C.平衡時,SO2的轉(zhuǎn)化率為95%
D.前2min SO2的平均反應(yīng)速率0.02mol/(L·s)
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【題目】一種鋰銅可充電電池,工作原理如圖。在該電池中,非水系電解液和水系電解液被鋰離子固體電解質(zhì)陶瓷片(LISICON)隔開。下列說法不正確的是
A. 陶瓷片允許Li+通過,不允許水分子通過
B. 放電時,N為電池的正極
C. 充電時,陰極反應(yīng)為:Li+ +e-=Li
D. 充電時,接線柱A應(yīng)與外接電源的正極相連
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【題目】一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng):C(s) + CO2(g)2CO(g),平衡時,體系中氣體體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示:
已知:氣體分壓(P分)=氣體總壓(p總)×體積分數(shù)。下列說法正確的是
A. 550℃時,若充入惰性氣體,V正、V逆均減小,平衡不移動
B. 650℃時,反應(yīng)達平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為40.0%
C. T℃時,若充入等體積的CO2和CO,平衡向逆反應(yīng)方向移動
D. 925℃時,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp= 23. 04p總
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【題目】下表是元素周期表的一部分,表中的每個編號表示一種元素,請根據(jù)要求回答問題
(1)⑤和⑥兩種元素的原子半徑大小是⑤____⑥(填“<"或“>”);
(2)由①和②兩種元素組成的最簡單化合物的化學(xué)式是________;
(3)⑥的單質(zhì)與⑤的最高價氧化物的水化物的水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。
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【題目】阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,下列說法正確的是( )
A. 用惰性電極電解1 L 1mol/L CuSO4溶液,陰極得到的銅原子的數(shù)目一定為NA
B. 將2.3g鈉投入到100ml 0.8mol/L的稀鹽酸中,完全反應(yīng)后可得到H2的數(shù)目為0.01NA
C. 1molCl2溶于水后溶液中Cl2、HClO、ClO-、Cl-四種粒子總數(shù)為2NA
D. 標準狀況下,2molNa2O2與44.8LSO2完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為4NA
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【題目】常溫下,下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是( )
A. 無色透明溶液中: Ca2+、Cu2+、Br-、Cl-
B. 能使酚酞變紅的溶液中: K+、Na+、CO、AlO
C. c(ClO-)=1mol·L-1的溶液中: Fe2+、Al3+、NO、I-
D. =0.1 mol·L-1的溶液中: NH、Mg2+、SO、CH3COO-
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【題目】下列各組離子在同一溶液中一定能大量共存的是( )
A. 含大量Ba2+的溶液中:Cl-、K+、SO、CO
B. 含大量H+的溶液中:Mg2+、Na+、CO、SO
C. 含大量OH-的溶液中:K+、NO、SO、Cu2+
D. 含大量Na+的溶液中:H+、K+、SO、NO
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