Question

某回收废料中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Co₂O₃?CoO多种金属氧化物，某 实验室科技人员欲将之分离并制备有关物质，设计流程如图所示：

（1）过程②的离子方程式为

 

．
（2）过程④会产生有毒气体，反应的化学方程式为

 

．
（3）过程⑥用于制备绿色水处理剂，反应的离子方程式为

 

．
（4）过程⑦中碳酸钠溶液起的作用是

 

．
（5）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl₂溶液．CoCl₂含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl₂吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水．下表是粉红色的CoCl₂?6H₂O晶体受热分解时的情况：

温度/℃	32	52	90	120
固体质量/g	①	83	74	65
固体物质化学式	CoCl2?6H2O	②	③	CoCl2

认真分析以上数据，填写下列空白．③物质的化学式是

 

．写出CoCl₂?6H₂O晶体受热分解生成②的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：金属的回收与环境、资源保护,镁、铝的重要化合物,铁的氧化物和氢氧化物

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）废料通过碱液得到的含铝废液是含偏铝酸根的废液，故通二氧化碳是偏铝酸根生成氢氧化铝沉淀；
（2）根据过程④会产生有毒气体结合反应物Fe₂O₃、Co₂O₃?CoO与盐酸反应，因为Fe₂O₃与盐酸反应生成氯化铁和水，所以只有Co₂O₃?CoO与盐酸反应产生有毒气体即氯气，再根据氧化还原反应特征说明Co₂O₃?CoO在反应中化合价减低，最后结合反应④后的产物书写；
（3）根据红褐色沉淀即氢氧化铁在碱性条件下与次氯酸钠反应生成高铁酸钠，再结合氧化还原反应的特征书写；
（4）根据过程⑦的前后变化不难判断碳酸钠的作用；
（5）根据关系式CoCl₂?6H₂O～CoCl₂求出CoCl₂?6H₂O的质量，然后再根据差量法求出②和③物质的化学式．

解答： 解：（1）废料通过碱液得到的含铝废液是含偏铝酸根的废液，故通二氧化碳是偏铝酸根与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，所以离子方程式为
AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（2）根据过程④会产生有毒气体结合反应物Fe₂O₃、Co₂O₃?CoO与盐酸反应，因为Fe₂O₃与盐酸反应生成氯化铁和水，所以只有Co₂O₃?CoO与盐酸反应产生有毒气体即氯气，再根据化合价变化说明Co₂O₃?CoO在反应中化合价减低，最后结合反应④后的产物为+2Co；所以化学方程式为：Co₂O₃?CoO+8HCl=CoCl₂+3Cl₂↑+4H₂O，
故答案为：Co₂O₃?CoO+8HCl=3CoCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（3）根据红褐色沉淀即氢氧化铁在碱性条件下与次氯酸钠反应生成高铁酸钠，所以离子方程式为2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
故答案为：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（4）根据过程⑦的前后变化发现是沉淀CoCO₃，所以作用为调节PH值，提高碳酸根，使+2Co沉淀为CoCO₃；
故答案为：调节PH值，提高碳酸根，使+2Co沉淀为CoCO₃；
（5）CoCl₂?6H₂O～CoCl₂
        238             130    
         m             65g
 

238

m

=

130

65

  解得：m=119g
 ②物质的化学式为CoCl₂?nH₂O，则有：
   CoCl₂?6H₂O～CoCl₂?nH₂O△m
    238                       18（6-n）
   119g                      119g-83g

238

119

=

18(6-n)

119-83

，解得：n=2，
所以②物质的化学式为：CoCl₂?2H₂O，
同理③物质的化学式为CoCl₂?aH₂O，则有：
   CoCl₂?6H₂O～CoCl₂?aH₂O△m
    238                       18（6-a）
   119g                      119g-74g

238

119

=

18(6-a)

119g-74g

，解得：a=1，
所以③物质的化学式为：CoCl₂?H₂O；
故答案为：CoCl₂?H₂O；CoCl₂?6H₂O

52℃  .

CoCl₂?2H₂O+4H₂O．

点评：本题考查了金属及其化合物的性质，考查氧化还原反应、离子反应、关系式计算等，难度中等，关键根据实验流程利用氧化还原反应判断书写发生的离子反应，是对学生综合能力的考查．是一道不错的能力考查题．