【题目】钴被誉为战略物资，有出色的性能和广泛的应用。以水钴矿 (主要成分为Co2O3、CoO、CuO、Fe2O3、CaO、MgO、NiO和SiO2等)为原料制备CoCl2·6H2O的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
Ⅰ.“酸浸”
（1）钴的浸出率随酸浸时间、温度的变化关系如下图所示。综合考虑成本，应选择的最佳工艺条件为______、______；滤渣A的主要成分为_______。
（2）Co2O3与浓硫酸反应生成CoSO4，化学方程式为__________________
Ⅱ.“净化除杂”分三步完成：
（3）除铁：加入适量Na2SO4固体，析出淡黄色晶体黄钠铁矾Na2Fe6(SO4)4(OH)12离子方程式为__________________。
（4）除钙、镁：加入适量NaF，当Mg2+恰好完全被除去(离子浓度等于10-5mol/L)时，c(Ca2+)=__________(两位有效数字，Ksp(MgF2)=7.4×10-11，Ksp(CaF2)=1.5×10-10）
（5）除铜：加入适量Na2S2O3，发生反应2CuSO4+2Na2S2O3+2H2O=Cu2S↓+S↓+2Na2SO4+2H2SO4，该反应的还原产物为___________
Ⅲ.“萃取和反萃取”
（6）“水相C”中的主要溶质是Na2SO4和________(写化学式)。
（7）实验室称取100g原料(含钴11.80%)，反萃取时得到浓度为0.036mol/L的CoCl2溶液5L，忽略损耗，钴的产率=____(产率=产物中元素总量/原料中该元素总量×100%)。
【答案】90℃ 12h SiO2（或二氧化硅） 2Co2O3+4H2SO4（浓）
4CoSO4+4H2O+O2↑ 2Na++6Fe3++4SO42-+12H2O
Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+12H+ 2.0×10－5mol/L S、Cu2S NiSO4 90%
【解析】
（1）由图像可知：最佳浸出温度为90℃，而最佳浸出时间为12h；水钴矿主要成分中SiO2在酸浸过程中不能溶解，所以滤渣A的主要成分为SiO2；
（2）根据电子守恒写出该反应的化学方程式；
（3）根据原子守恒和电荷守恒可写出反应的离子方程式为：2Na++6Fe3++4SO42-+12H2ONa2Fe6(SO4)4(OH)12↓+12H+；
（4）根据c(Ca2+)/c(Mg2+)=Ksp（CaF2）/Ksp（MgF2），求出c(Ca2+)；
（5）硫酸铜中Cu元素的化合价由+2价变为+1价，化合价降低，Na2S2O3中一部分S的化合价降低，转化为S和Cu2S中的S，即还原产物是S、Cu2S；
（6）根据流程的目的以及主要成分，推出水相C中含有的主要溶质是Na2SO4和NiSO4；
（7）根据产率的公式进行计算。
（1）读图可知，升高温度，钴的浸出率逐渐增大，因此60℃时生产效率太低，90℃时的生产效率与100℃时的生产效率相差不明显，但是100℃时生产成本远远大于90℃时生产成本；因此最佳浸出温度为90℃，而最佳浸出时间为12h；水钴矿主要成分中SiO2在酸浸过程中不能溶解，所以滤渣A的主要成分为SiO2，故答案为：90℃、12h，SiO2（或二氧化硅）。
（2）Co2O3与浓硫酸反应生成CoSO4，可知Co2O3作氧化剂，化合价升高被氧化的元素为O，-2价的氧被氧化成O2，根据电子守恒写出该反应的化学方程式为：
2Co2O3+4H2SO4（浓）4CoSO4+4H2O+O2↑，故答案为：2Co2O3+4H2SO4（浓）4CoSO4+4H2O+O2↑。
（3）加入适量Na2SO4固体，析出淡黄色晶体黄钠铁矾Na2Fe6(SO4)4(OH)12，根据原子守恒和电荷守恒可写出反应的离子方程式为：2Na++6Fe3++4SO42-+12H2ONa2Fe6(SO4)4(OH)12↓+12H+，故答案为：2Na++6Fe3++4SO42-+12H2ONa2Fe6(SO4)4(OH)12↓+12H+。
（4）c(Ca2+)/c(Mg2+)=[c(Ca2+)c2(F－)]/[c(Mg2+)c2(F－)]=Ksp（CaF2）/Ksp（MgF2）=(1.5×10－10)/(7.40×10－11)，c(Mg2+)=10-5mol/L代入公式，求出c(Ca2+)=2.0×10－5mol/L，故答案为：2.0×10－5mol/L。
（5）还原产物是氧化剂被还原得出的物质，根据化学反应方程式，硫酸铜中Cu元素的化合价由+2价变为+1价，化合价降低，Na2S2O3中一部分S的化合价降低，转化为S和Cu2S中的S，即还原产物是S、Cu2S，故答案为：S、Cu2S。
（6）根据流程的目的以及主要成分，推出水相C中含有的主要溶质是Na2SO4和NiSO4，故答案为：NiSO4。
（7）根据产率的公式，得出钴的产率为0.036mol/L×5L×59g/mol/（100g×11.80%）×100%=90%，故答案为：90%。
寒假大串联黄山书社系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】某温度时，在一个容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z，三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白：
（1）该反应的化学方程式为_______________。
（2）反应开始至2min，气体Z的反应速率为_____________。
（3）若X、Y、Z均为气体，反应达平衡时：①压强是开始时的_______倍；②若此时将容器的体积缩小为原来的0.5倍，达平衡时，容器内温度将降低（容器不与外界进行热交换），则该反应的正反应为_________反应（填“放热”或“吸热”）。
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，已知：NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO2·3H2O，温度高于38℃时析出晶体NaClO2，温度高于60℃时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl,其一种生产工艺如下。
请回答下列问题：
(1)NaClO2中Cl元素的化合价为____________。
(2)反应I：
①SO2做___________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
②写出反应I的化学方程式：__________________________。
(3)电解II：
①所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去粗盐水中的Mg2+和Ca2+，需要加入的试剂分别为_______、______。
②电解过程中被氧化的物质是________。
③可用NaOH溶液吸收电解产生的Cl2，反应的离子方程式是______________。
(4)操作III：
滤液获利NaClO2的操作步骤：①加热蒸发；②趁热过滤；③洗涤；④干燥，得到成品。趁热过滤应控制的温度范围是___________。
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【题目】
以苯和乙炔为原料合成化工原料E的路线如下：
回答下列问题：
（1）A的名称___________________。
（2）生成B的化学方程式为____________________________，反应类型是________。
（3）C的结构简式为____________，C的分子中一定共面的碳原子最多有_____个。
（4）与D同类别且有二个六元环结构（环与环之间用单键连接）的同分异构体有______种，请任写两种同分异构体的结构简式：_____________________________。
（5）参照上述合成路线，设计一条以乙炔和必要试剂合成环丙烷的路线：_____________。
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【题目】硫、钴及其相关化合物用途非常广泛。回答下列问题:
（1）基态Co原子价电子轨道排布式为________，第四电离能I4(Co) < I4(Fe)，其原因是______________________________；Co 与Ca同周期且最外层电子数相同，单质钴的熔沸点均比钙大，其原因是___________________________________________________.
（2）单质硫与熟石灰加热产物之一为CaS3，S32-的几何形状是_______，中心原子杂化方式是_______，与其互为等电子体的分子是_______ (举1例)。
（3）K 和Na位于同主族，K2S的熔点为840℃，Na2S的熔点为950℃，前者熔点较低的原因是___________________________________________________________________ 。
（4）S与O、Se、Te位于同一主族，它们的氢化物的沸点如图所示，沸点按图像所示变为的原因是_______ 。
（5）钴的一种化合物晶胞结构如下图所示。
①已知A点的原子坐标参数为为(0，0，0)，B点为(1/2，0，1/2)，则C点的原子坐标参数为_____。
②已知晶胞参数为a=0.5485nm，则该晶体的密度为_____g/cm3(列出计算表达式即可)。
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【题目】已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g) ΔH＝a kJ·mol－1，
P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g) ΔH＝b kJ·mol－1，
又知形成或拆开1 mol化学键放出或吸收的能量称为该化学键的键能。P4具有正四面体结构，PCl5中P－Cl键的键能为c kJ·mol－1，PCl3中P－Cl键的键能为1.2c kJ·mol－1。下列叙述正确的是
A. P－P键的键能大于P－Cl键的键能
B. 可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔH
C. Cl－Cl键的键能为(b－a＋5.6c)/4 kJ·mol－1
D. P－P键的键能为(5a－3b＋12c)/8 kJ·mol－1
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【题目】下表列出了①⑤五种元素在周期表中的位置：
请按要求回答下列问题：
(1)元素④的原子结构示意图为______.
(2)元素①单质的电子式为______.
(3)元素②⑤的原子半径由大到小的顺序为(填元素符号)______,它们的最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是______(填化学式).
(4)元素②的单质在氧气中燃烧的产物与二氧化碳反应的化学方程式为______；元素③的最高价氧化物与烧碱溶液反应的离子方程式为______.
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【题目】已知部分弱酸的电离平衡常数如下表所示:
弱酸 | 醋酸 | 次氯酸 | 碳酸 | 亚硫酸 |
电离平衡常数Ka(25℃) | 1.75×10-5 | 2.98×10-8 | Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.61×10-11 | Ka1=1.54×10-7 Ka2=1.02×10-7 |
下列离子方程式正确的是
A. 少量的CO2通入NaClO溶液中:CO2+H2O+2C1O-==CO32-+2HClO
B. 少量的SO2通入Na2CO3溶液中:SO2+H2O+2CO32-==SO32-+2HCO3-
C. 少量的SO2通入Ca(ClO)2溶液中:SO2+H2O+Ca2++2ClO-==CaSO3↓+2HClO
D. 相同浓度的NaHCO3溶液与NaHSO3溶液等体积混合:H++HCO3-==CO2↑+H2O
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