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【题目】利用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3Al2O3MnOMgOCaOSiO2等)可以制取多种化工试剂,以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程,回答下列问题:

已知:①浸出液中含有的阳离子主要有H+Co2+Fe2+Mn2+Al3+Mg2+Ca2+等。

②沉淀Ⅰ中只含有两种沉淀。

③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:

沉淀物

开始沉淀

完全沉淀

Fe(OH)3

2.7

3.7

Fe(OH)2

7.6

9.6

Co(OH)2

7.6

9.2

Al(OH)3

4.0

5.2

Mn(OH)2

7.7

9.8

1)浸出过程中氧化剂与还原剂物质的量之比为___

2NaClO3在浸出液中发生反应的离子方程式为___

3)加入Na2CO3pH5.2,目的是___;萃取剂层含锰元素,则沉淀Ⅱ的主要成分为__

4)操作Ⅰ包括:将水层加入浓盐酸调整pH23______、过滤、洗涤、减压烘干等过程。

5)为测定粗产品中CoCl2·6H2O的含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液,过滤、洗涤、干燥,测沉淀质量。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O质量分数大于100%,其原因可能是___(回答一条原因即可)。

6)将5.49g草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)置于空气中加热,受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如表。

温度范围/

150210

290320

固体质量/g

4.41

2.41

经测定,整个受热过程,只产生水蒸气和CO2气体,则290320℃温度范围,剩余的固体物质化学式为___[已知:CoC2O4·2H2O的摩尔质量为183g·mol-1]

【答案】1:1 使沉淀完全 CaF2MgF2 蒸发浓缩 冷却结晶 粗产品中结晶水含量低(或粗产品中混有氯化钠杂质) Co3O4( CoO·Co2O3)

【解析】

水钴矿中加入盐酸,可得CoCl3FeCl3AlCl3MnCl2MgCl2CaCl2,信息①中浸出液含有的阳离子主要有H+Co2+Fe2+Mn2+Ca2+Mg2+Al3+等,则进入的Na2SO3Co3+Fe3+还原为Co2+Fe2+,工艺流程最终得到草酸钴,加入NaClO3Fe2+氧化为Fe3+,加入Na2CO3pH5.2,可得到FeOH3AlOH3沉淀,过滤后所得滤液主要含有CoCl2MnCl2MgCl2CaCl2,用NaF溶液除去钙、镁,过滤后,向滤液中加入萃取剂,将锰离子萃取,萃取后的余液中主要含有CoCl2,进入草酸铵溶液得到草酸钴。

1)浸出过程中主要发生的氧化还原反应是: Co2O3是氧化剂,是还原剂,二者的物质的量之比为1:1,故答案为:1:1

2NaClO3在浸出液中是将Fe2+氧化为Fe3+,故发生反应的离子方程式为

,故答案为:

3)通过信息③可知,加入Na2CO3pH5.2,可得到FeOH3AlOH3沉淀,故目的是使沉淀完全;萃取剂层含锰元素,说明溶液中的除锰离子和钴离子以外的金属阳离子均已除去,故加入NaF溶液是除Ca2+Mg2+,则沉淀的主要成分为CaF2MgF2,故答案为:使沉淀完全 CaF2MgF2

4)从溶液中析出晶体,都要经过:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥的过程,故答案为:蒸发浓缩 冷却结晶

5)该步骤是通过加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液,过滤、洗涤、干燥,测沉淀质量的方法来计算粗产品中的,粗产品中氯元素的含量偏高则结果偏高,故可能的原因有可能是结晶水不足,或者结晶过程析出了氯化钠,故答案为:粗产品中结晶水含量低(或粗产品中混有氯化钠杂质)

6)草酸钴晶体为,计算可知150210℃时, ,可知此时失去全部结晶水;210290℃时,气体产物为CO2,此时根据质量守恒可求得2.41g固体中含O原子,故产物为Co3O4或者CoO·Co2O3,故答案为:Co3O4( CoO·Co2O3)

练习册系列答案
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3)根据下列热化学方程式分析,C(s)的燃烧热△H等于___

C(s)+H2O(l)=CO(g)+H2(g) H1=+175.3kJ·mol-1

2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) H2-566.0kJ·mol-1

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20.1 mol·L1 NaHCO3溶液,请分析NaHCO3溶液显碱性的原因:________

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4)向含有AgI固体的饱和溶液中:

①加入固体AgNO3,则c(I)_____(填“变大”、“ 变小”或“不变”,下同)c(Ag)__

②若改加更多的AgI,则c(Ag)____

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时间

浓度

0 min

5 min

10 min

15 min

20 min

c(NO2)/mol·L-1

2.0

1.7

1.56

1.5

1.5

c(N2)/mol·L-1

0

0.15

0.22

0.25

0.25

①其他条件不变,若不使用催化剂,则05 minNO2的转化率将_____(变大”“变小不变”)

②下列表述能说明该反应已达到平衡状态的是______(填序号)

ACO的化学反应速率为N24 B.气体的颜色不再变化

C.化学平衡常数K不再变化 D.混合气体的密度不再变化

③有利于提高该反应中NO2平衡转化率的条件是_____(填序号)

A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压

(3)CONi发生羰化反应形成的络合物可作为催化烯烃反应的催化剂。Ni的羰化反应为Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH0T0温度下,将足量的Ni粉和3.7 mol CO加入到刚性密闭容器中,10 min时反应达到平衡,测得体系的压强为原来的。则:

010 min内平均反应速率v(Ni)=___g·min-1

②研究表明,正反应速率v=k·x4(CO),逆反应速率v=k·x[Ni(CO)4](kk分别表示正反应和逆反应的速率常数,x为物质的量分数),计算T0温度下的=__

T1温度下测得一定的实验数据,计算得到v~x(CO)v~x[Ni(CO)4]的关系如图所示。当降低温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为______________(填字母)

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数据处理。

1)上述实验方案中的步骤④是______。洁净的滴定管在滴定前必须进行的操作有:

①检验活塞是否漏水;

_______

③向滴定管中加入KMnO4标准溶液到0刻度以上,赶走尖嘴部位的气泡,调节初读数。

(数据处理)某小组同学的实验数据记录如下:

实验次数

初读数(mL

末读数(mL

1

0.20

21.40

2

0.00

21.00

3

1.60

26.60

2)上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为_______(用小数表示,保留三位小数)。

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