【题目】钴（Co）及其化合物在工业上有广泛应用。为从某工业废料中回收钴,某学生设计流程如下（废料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物质）。
已知:①物质溶解性:LiF难溶于水,Li2CO3微溶于水;
②部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表。
Fe3+ | Co2+ | Co3+ | Al3+ | |
pH(开始沉淀) | 1.9 | 7.15 | -0.23 | 3.4 |
pH(完全沉淀) | 3.2 | 9.15 | 1.09 | 4.7 |
请回答:
（1）步骤Ⅰ中得到含铝溶液的反应的离子方程式是__________。
（2）写出步骤Ⅱ中Co2O3与盐酸反应生成Cl2的离子方程式:______。
（3）步骤Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是调节溶液的pH,应使溶液的pH不超过______;废渣中的主要成分除了LiF外,还有______。
（4）NaF与溶液中的Li+形成LiF沉淀,此反应对步骤Ⅳ所起的作用是______。
（5）在空气中加热5.49 g草酸钴晶体（CoC2O4·2H2O）样品,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/℃ | 固体质量/g |
150~210 | 4.41 |
290~320 | 2.41 |
890~920 | 2.25 |
①加热到210 ℃时,固体质量减轻的原因是__________。
②经测定,加热到210~290 ℃过程中的生成物只有CO2和钴的氧化物span>,此过程发生反应的化学方程式为___________。[已知M(CoC2O4·2H2O)=183 g·mol-1]
【答案】 2Al+2OH-+2H2O
2AlO2 -+3H2↑ Co2O3+6H++2Cl-2Co2++Cl2↑+3H2O 7.15 Fe(OH)3 降低滤液中Li+浓度,避免步骤Ⅳ中产生 Li2CO3沉淀失去结晶水 3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2
【解析】流程分析：废料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物质，流程目的为回收钴，则Al、Li、Fe等元素为杂质，要进行除杂。步骤Ⅰ：碱浸泡，利用NaOH溶液溶解废料中的Al，得到钴渣和含铝溶液。步骤Ⅱ，酸液，向钴渣中加入盐酸，Li、Co2O3和Fe2O3均溶解。步骤Ⅲ，净化，加入稀碳酸钠溶液，调节溶液pH，促进Fe3+水解，生成氢氧化铁沉淀，加入NaF,可以生成难溶的LiF沉淀。步骤Ⅳ，在滤液中加入浓碳酸钠溶液，将钴离子转化为碳酸钴沉淀。再加入盐酸和草酸铵溶液得到草酸钴晶体，高温分解得到CoO。
（1）步骤Ⅰ中加NaOH，Al和NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，故离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2 -+3H2↑；
（2）步骤Ⅱ中Co2O3与盐酸反应生成Cl2，根据上述流程分析，Co元素最终变为+2价，则该反应中，Co2O3的还原产物为CoCl2。结合原子守恒和电子守恒分析配平可得离子方程式：Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O；
（3）步骤Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是调节溶液的pH，沉淀铁离子，依据表中数据分析判断应使溶液的pH超过3.2，但不能沉淀钴离子，应使溶液的pH不超过7.15，废渣中的主要成分除了LiF外还有Fe(OH)3；
故答案为：7.15；Fe(OH)3；
（4）步骤Ⅳ中加入浓碳酸钠溶液沉淀钴离子，根据已知信息，Li2CO3微溶，为了避免在步骤Ⅳ中生成Li2CO3，在步骤Ⅲ中先加入NaF与溶液中的Li+形成难溶的LiF沉淀，减小Li+的浓度，避免CoCO3中引入Li2CO3杂质。
故答案为：降低溶液中Li+浓度，避免步骤Ⅳ中产生Li2CO3沉淀；
（5）晶体物质的量n=
，则结晶水共0.06mol，结晶水的质量=0.06mol×18g/mol=1.08g。根据图表数据可知，150～210℃范围内，固体质量变化=5.49g-4.41g=1.08g，说明210°C失去所有结晶水得到CoC2O4。210～290℃过程中是CoC2O4的反应，加热到210～290 ℃过程中的生成物只有CO2和钴的氧化物，n(CO2)=0.06mol，m(CO2)=0.06mol×44g/mol=2.64g，根据表格数据，此阶段固体质量共减小=4.41g-2.41g=2g＜m(CO2)，说明此阶段还有另外的物质参与反应。根据元素守恒，参加反应的还有O2，则反应的m(O2)=2.64g-2g=0.64g，n(O2)=0.02mol；所以n(CoC2O4)：n(O2)：n(CO2)=0.03∶0.02∶0.06=3∶2∶6，依据原子守恒得化学方程式：3CoC2O4+2O2
Co3O4+6CO2。
故答案为：Li2CO3沉淀失去结晶水；3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2。
小学期末标准试卷系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】有机物Z常用于治疗心律失常，Z可由有机物X和Y在一定条件下反应制得：
下列叙述正确的是
A. X的分子式为C8H10O2
B. X的同分异构体中含苯环且能水解的共有6种
C. Y可以发生取代反应和加成反应
D. Z中所有原子有可能在同一平面内
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】容积固定的密闭容器中存在如下反应：A（g）+3B（g）
2C（g） △H<0某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：
下列判断正确的是
①图I研究的是压强对反应的影响，且乙的压强较高
②图II研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高
③图II研究的是温度对反应的影响，且乙的温度较高
④图III研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高
A. ①② B. ①③ C. ①④ D. ③④
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】常温时，ksp(CaC2O4)=2.4×10-9，下列有关0.10mol/L草酸钠(Na2C2O4)溶液的说法，正确的是
A. 溶液中各离子浓度大小关系c(Na+)>c(C2O42-)>c(HC2O4-)>c(OH-)>c(H+)
B. 若向溶液中不断加水稀释，溶液中各离子浓度均减小
C. 若用pH计测得此溶液的pH=a，则H2C2O4的第二级电离平衡常数约为Ka2=1013-2a
D. 若向该溶液中加入等体积CaCl2溶液后能够产生沉淀，则CaCl2溶液的最小浓度应该大于2.4×10-8mol/L
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】下列烷烃的沸点是甲烷:-164℃,乙烷-89℃,丙烷:-42℃,戊烷:36℃。由此，推断丁烷的沸点可能：
A.低于-170℃B.约为-1℃C.高于36℃D.-100℃
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】下列四个坐标图分别表示四个实验过程中某些量的变化，其中不正确的是( )
A. 向盐酸和氯化钙的混合溶液中加入碳酸钠 B. 向氢氧化钠溶液中加水
C. 双氧水分解 D. 向饱和氯化钠溶液中加水稀释
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】氢化铝锂(IiAlH4)是有机合成中的重要还原剂。某课题组设计实验制备氢化铝锂并测定其纯度。已知: 氢化铝锂、氢化锂遇水都剧烈反应，并产生同一种气体。
回答下列问题:
I.制备氢化锂(IiH)
选择图1中的装置制备氢化锂(必要时可重复使用):
(1)装置D中NaOH溶液的作用是________________________________________。
(2)装置的连接顺序(从左至石)为A→__________________________________。
(3)检验好装置的气密性，点燃酒精灯前需进行的实验操作是____________________________________。
II.制备氢化铝理
1947 年，Schlesinger、Bond 和Finholt首次制得氢化铝理，其方法是使氢化锂与无水三氯化铝按定比例在乙醚中混合，搅拌，充分反应后，经一系列操作得到LiAlH4晶体。
(4)将乙醚换为去离子水是否可行，请简述理出:____________________________________。
(5)氢化锂与无水三氯化铝反应的化学方程式为___________________________________。
III.测定氢化铝锂产品(不含氢化锂)的纯度。
(6)按图2装配仪器、检查装置气密性并装好约品(Y形管中的蒸馏水足量，为了避免氢化铝锂遇水发生爆炸，蒸馏水中需掺入四氢呋喃作稀释剂)，启动反应的操作是_________________。读数之前，上下移功量气管在右侧的容器，使量气管左、右两侧的液面在同一水平而上，其目的是___________________________。
(7)标准状况下，反应前量气管读数为V1mL，反应完毕并冷却之后，量气管读数为V2mL。该样品的纯度为_____________________(用含a、V1、V2的代数式表示)。若起始读数时俯视刻度线，测得的结果将___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】在我们的日常生活中出现了“加碘食盐”、“增铁酱油”、“高钙牛奶”、“富硒茶叶”、“含氟牙膏”等商品．这里的碘、铁、钙、硒、氟应理解为（ ）
A.元素
B.单质
C.分子
D.氧化物
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