沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 |
開始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 7.6 | 4.0 |
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 |
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,應控制溫度在86℃以下,加熱時要防止溫度過高而失去結晶水,可減壓烘干,
(1)根據(jù)流程圖結合信息浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等進行解答;
(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;
(4)溫度高時,CoCl2•6H2O分解;
(5)根據(jù)CoCl2•6H2O的組成分析,可能是含有雜質,也可能是失去部分水.
解答 解:(1)向水鈷礦[主要成分為Co2O3、Co(OH)3,還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等],加入鹽酸和亞硫酸鈉,浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等,所以Co2O3和亞硫酸鈉在酸性條件下發(fā)生氧化還原,根據(jù)電荷守恒和得失電子守恒,反應的離子方程式為:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O,
故答案為:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O;
(2)NaClO3的作用是將Fe2+氧化成Fe3+,其反應的離子方程式為:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;在酸性條件下,NaClO3與氯離子發(fā)生氧化還原反應生成氯氣,其反應的離子方程式為: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pH至a,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↑;鐵離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鐵和二氧化碳,水解的離子方程式為:2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑,所以沉淀成分為:Fe(OH)3、Al(OH)3,由表中數(shù)據(jù)可知,調節(jié)溶液PH在3.0~3.5之間,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+轉化為Co(OH)2沉淀;
故答案為:Fe(OH)3、Al(OH)3;除去溶液中的Mn2+,防止Co2+轉化為Co(OH)2沉淀;
(4)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:降低烘干溫度,防止產(chǎn)品分解;
(5)根據(jù)CoCl2•6H2O的組成分析,造成產(chǎn)品中CoCl2•6H2O的質量分數(shù)大于100%的原因可能是:含有雜質,導致氯離子含量大或結晶水化物失去部分水,導致相同質量的固體中氯離子含量變大,
故答案為:粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結晶水.
點評 本題通過制取CoCl2•6H2O的工藝流程,考查了物質制備方案的設計,題目難度中等,理解工藝流程圖、明確實驗操作與設計及相關物質的性質是解答本題的關鍵,試題充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | ②③ | B. | ①③④ | C. | ①② | D. | ②③④ |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
化學式 | 電離常數(shù) |
H2SO3 | K1=1.3×10-2,K2=6.2×10-8 |
H2CO3 | K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11 |
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化合物 | 相對分子質量 | 密度/g•cm-3 | 沸點/℃ | 溶解度g/l00g水 |
正丁醇 | 74 | 0.80 | 118.0 | 9 |
冰醋酸 | 60 | 1.045 | 118.1 | 互溶 |
乙酸正丁酯 | 116 | 0.882 | 126.1 | 0.7 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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實驗 編號 | 待測NaOH溶液的體積(mL) | 滴定前鹽酸的 體積讀數(shù)(mL) | 滴定后鹽酸的 體積讀數(shù)(mL) |
1 | 20.00 | 1.20 | 23.22 |
2 | 20.00 | 2.21 | 24.21 |
3 | 20.00 | 1.50 | 23.48 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 錐形瓶用蒸餾水洗滌后,直接盛鹽酸溶液 | |
B. | 中和滴定將要達到滴定終點時,眼睛注視滴定管中液面的位置變化 | |
C. | 滴定管裝堿液前未用標準堿液潤洗 | |
D. | 滴定時,錐形瓶搖動太劇烈,有少量溶液濺出 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 清晨,在茂密的樹林,常?梢钥吹綇闹θ~間透過的一道道光柱 | |
B. | 一支鋼筆使用兩種不同牌號的藍黑墨水,易出現(xiàn)堵塞 | |
C. | 在飽和FeCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,產(chǎn)生紅褐色沉淀 | |
D. | 在河水與海水交界處有三角洲形成 |
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