【題目】利用水鈷礦(主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多種化工試劑,以下為草酸鈷晶體和氯化鈷晶體的制備流程,回答下列問題:

已知:①浸出液中含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+Mn2+、Al3+、Mg2+Ca2+等;②沉淀I中只含有兩種沉淀;③流程中部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Co(OH)2

Al(OH)3

Mn(OH)2

開始沉淀

2.7

7.6

7.6

4.0

7.7

完全沉淀

3.7

9.6

9.2

5.2

9.8

1)浸出過程中Co2O3發(fā)生反應的離子反應方程式為_________________。

2NaClO3在浸出液中發(fā)生的離子反應方程式為______________

3)加入Na2CO3調(diào)PH5.2,目的是________;萃取劑層含錳元素,則沉淀II的主要成分為_____。

4)操作I包括:將水層加入濃鹽酸調(diào)整PH2-3______、_____、過濾、洗滌、減壓烘干等過程。

5)為測定粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O含量,稱取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水,加入足量硝酸酸化的硝酸銀溶液,過濾、洗滌、干燥,測沉淀質(zhì)量。通過計算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O質(zhì)量分數(shù)大于100%,其原因可能是_____(回答一條原因即可)。

【答案】Co2O3+SO32-+4H+= 2Co2++ SO42-+2H2O ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O 使Fe3+Al3+沉淀完全 CaF2MgF2 蒸發(fā)濃縮 冷卻結晶 產(chǎn)品中結晶水含量低;產(chǎn)品中混有氯化鈉雜質(zhì)(回答一條即可)

【解析】

在鹽酸和Na2SO3作用下將水鈷礦中的離子浸出,得到含有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+Mg2+、Ca2+的浸出液,NaClO3加入浸出液中,將Fe2+氧化為Fe3+,加Na2CO3調(diào)pH5.2,目的是使Fe3+Al3+沉淀完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀。過濾后得到濾液Ⅰ中含有的金屬陽離子為Co2+、Mn2+、Mg2+Ca2+等,向濾液Ⅰ中加入了NaF溶液,將Mg2+、Ca2+轉(zhuǎn)化為MgF2、CaF2沉淀,加鹽酸調(diào)節(jié)溶液PH值,加萃取劑將錳元素從溶液中分離,經(jīng)分液操作,對分離后的水層溶液加入濃鹽酸調(diào)整PH2-3,經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶過濾、洗滌、減壓烘干等過程,最終得到所制備的產(chǎn)品。

(1)浸出過程中,Co2O3與鹽酸、Na2SO3發(fā)生反應,Co2O3轉(zhuǎn)化為Co2+,Co元素化合價降低,則S元素化合價升高,SO32-轉(zhuǎn)化為SO42-,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平離子方程式: Co2O3+SO32-+4H+= 2Co2++ SO42-+2H2O。

答案為:Co2O3+SO32-+4H+= 2Co2++ SO42-+2H2O

(2)NaClO3加入浸出液中,將Fe2+氧化為Fe3+ClO3-被還原為Cl-,反應的離子方程式為: ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O

答案為: ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;

(3)根據(jù)工藝流程圖,結合表格中提供的數(shù)據(jù)可知,加Na2CO3調(diào)pH5.2,目的是使Fe3+Al3+沉淀完全。濾液Ⅰ中含有的金屬陽離子為Co2+Mn2+、Mg2+、Ca2+等,萃取劑層含錳元素,結合流程圖中向濾液Ⅰ中加入了NaF溶液,知沉淀Ⅱ為MgF2、CaF2

答案為:使Fe3+Al3+沉淀完全;CaF2MgF2

(4)經(jīng)過操作Ⅰ由溶液得到結晶水合物,故除題中已知過程外,操作Ⅰ還包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶。

答案為:蒸發(fā)濃縮 ;冷卻結晶

(5)根據(jù)CoCl2·6H2O的組成及測定過程分析,造成粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分數(shù)大于100%的原因可能是:含有氯化鈉雜質(zhì),使氯離子含量增大或結晶水合物失去部分結晶水,導致相同質(zhì)量的固體中氯離子含量變大。

答案為:產(chǎn)品中結晶水含量低;產(chǎn)品中混有氯化鈉雜質(zhì)(回答一條即可)

練習冊系列答案
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A.0.100 mol·L1 Na2C2O4溶液中:c(C2O42)c(HC2O4)c(OH)c(H)

B.pH7的溶液中:c(Cl)c(HC2O4)2c(H2C2O4)

C.c(Cl)0.100 mol·L1溶液中:c(OH)c(H)c(H2C2O4)c(C2O42)

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2)盛裝0.2000 mol/L鹽酸標準液應該用______式滴定管。(填

3)滴定時,左手控制滴定管,右手搖動錐形瓶,眼睛注視_________,直到加入一滴鹽酸后,溶液由_________,即到終點。

4)滴定操作可分解為如下幾步:

①檢查滴定管是否漏水;

②取一定體積的待測液于錐形瓶中;

③用標準溶液潤洗盛標準溶液的滴定管,用待測液潤洗盛待測液的滴定管;

④裝標準溶液和待測液并調(diào)整液面(記錄初始讀數(shù));

⑤用蒸餾水洗滌玻璃儀器;⑥滴定操作

正確的操作順序為:_________。

5)有關數(shù)據(jù)記錄如下:

實驗序號

待測液體積(mL

所消耗鹽酸標準液的體積(mL

滴定前

滴定后

1

20.00

0.60

20.70

2

20.00

6.00

25.90

3

20.00

1.40

23.20

NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為__________mol/L。

6)若滴定時錐形瓶未干燥,則測定結果____________;若滴定前平視讀數(shù),滴定終點時仰視讀數(shù),則所測堿的濃度值_________。(填無影響、偏高偏低)。

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1)①中由水電離出的cOH-___②中由水電離出的cH+)。(填“>”、“=”或“<”)

2)上述混合液中共存在___粒子。且:cHX___cX-)。(填“>”、“=”或“<”,下同)cHX+cX-___0.1mol/L(忽略體積變化)

請根據(jù)電荷守恒寫出一個用離子濃度表示的等式:___

3)上述混合液顯___性(填“酸”、“堿”或“中”),其原因用離子方程式表示___。

4)已知t℃,KW1×1013,則t℃(填“>”“<”___25℃。在t℃時將pH11NaOH溶液aLpH1H2SO4的溶液b L混合(忽略混合后溶液體積的變化),若所得混合溶液的pH2,則ab___。

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寫出COSO2的熱化學方程式_______

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