7.CoCl2•6H2O是一種飼料營養(yǎng)強化劑.以含鈷廢料(含少量Fe、Al等雜質(zhì))制取CoCl2•6H2O的一種新工藝流程如圖:

已知:
①鈷與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Co+2HCl=CoCl2+H2
②CoCl2•6H2O熔點86℃,易溶于水、乙醚等;常溫下穩(wěn)定無毒,加熱至110~120℃時,失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷.
③部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表:
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3
開始沉淀2.37.57.63.4
完全沉淀4.19.79.25.2
請回答下列問題:
(1)在上述新工藝中,用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料,其主要優(yōu)點為減少有毒氣體的排放,防止大氣污染;防止產(chǎn)品中混有硝酸鹽(寫兩點).
(2)加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a,a的范圍是5.2~7.6;pH調(diào)至a后過濾,再用試劑X將濾液的pH調(diào)節(jié)至2-3,則所用的試劑X為鹽酸.
(3)操作Ⅰ包含3個基本實驗操作,它們是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過濾.
(4)制得的CoCl2•6H2O需減壓烘干的原因是降低烘干溫度,防止產(chǎn)品分解.
(5)為測定產(chǎn)品中CoCl2•6H2O含量,某同學(xué)將一定量的樣品溶于水,再向其中加入足量的AgNO3溶液,過濾,并將沉淀烘干后稱量其質(zhì)量.通過計算發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中CoCl2•6H2O的質(zhì)量分數(shù)大于100%,其原因可能是樣品中含有NaCl雜質(zhì),CoCl2•6H2O烘干時失去了部分結(jié)晶水(寫出兩個原因).
(6)在實驗室中,為了從上述產(chǎn)品中獲得純凈的CoCl2•6H2O,常將制得的產(chǎn)品溶解于乙醚中,然后過濾、蒸餾(填實驗操作)獲得純凈的CoCl2•6H2O.

分析 含鈷廢料中加入鹽酸,可得CoCl2、AlCl3、FeCl2,加入過氧化氫,可得到FeCl3,然后加入Na2CO3調(diào)pH至5.2,可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,過濾后所得濾液主要含有CoCl2,為得到CoCl2•6H2O晶體,應(yīng)空氣溫度在86℃以下,加熱時要防止溫度過高而失去結(jié)晶水,可減壓烘干,以此解答該題.
(1)金屬和鹽酸反應(yīng)生成氯化物,和硝酸反應(yīng)生成硝酸鹽,同時生成一氧化氮;
(2)調(diào)節(jié)溶液的PH值,使溶液中鐵離子和鋁離子生成沉淀,而鈷離子存在溶液中,從而將鐵離子、鋁離子和鈷離子分開;
(3)根據(jù)從溶液中制取固體的方法制取氯化鈷固體,從而確定操作步驟;
(4)溫度高時,CoCl2•6H2O分解;
(5)根據(jù)CoCl2•6H2O的組成分析,造成產(chǎn)品中CoCl2•6H2O的質(zhì)量分數(shù)大于100%的原因可能是:1、含有雜質(zhì),導(dǎo)致氯離子含量大,2、結(jié)晶水化物失去部分水;
(6)根據(jù)CoCl2•6H2O的性質(zhì)選取方法,CoCl2•6H2o熔點86℃,易溶于乙醚.

解答 解:(1)金屬和鹽酸反應(yīng)生成氯化物,和硝酸反應(yīng)生成硝酸鹽,同時生成一氧化氮,導(dǎo)致氯化物中含有硝酸鹽雜質(zhì),且生成有毒氣體,污染環(huán)境,
故答案為:減少有毒氣體的排放,防止大氣污染;防止產(chǎn)品中混有硝酸鹽;
(2)廢料加入鹽酸后生成氯化物,然后加入雙氧水,二價鐵離子被雙氧水氧化生成三價鐵離子,根據(jù)沉淀的PH值表格知,當溶液的PH值為5.2時,鐵離子和鋁離子被完全沉淀,當溶液的PH值為7.6時,鈷離子才開始產(chǎn)生沉淀,所以要想將鐵離子、鋁離子和鈷離子分離,溶液的pH值應(yīng)該不小于5.2不大于7.6,pH調(diào)至a后過濾,再用試劑X將濾液的pH調(diào)節(jié)至2~3,所用的試劑X為鹽酸;
故答案為:5.2---7.6;鹽酸;
(3)從溶液中制取固體的方法制取氯化鈷固體,其操作步驟是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過濾,故答案為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶;
(4)根據(jù)題意知,CoCl2•6H2O常溫下穩(wěn)定無毒,加熱至110~120℃時,失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷,為防止其分解,制得的CoCl2•6H2O需減壓烘干,
故答案為:降低烘干溫度,防止產(chǎn)品分解;
(5)根據(jù)CoCl2•6H2O的組成分析,造成產(chǎn)品中CoCl2•6H2O的質(zhì)量分數(shù)大于100%的原因可能是:1、含有雜質(zhì),導(dǎo)致氯離子含量大,2、結(jié)晶水化物失去部分水,導(dǎo)致相同質(zhì)量的固體中氯離子含量變大,
故答案為:樣品中含有NaCl雜質(zhì),CoCl2•6H2O烘干時失去了部分結(jié)晶水;
(6)根據(jù)CoCl2•6H2O的性質(zhì)選取方法,CoCl2•6H2O熔點86℃,易溶于乙醚,所以將產(chǎn)品溶于乙醚,過濾后再蒸餾,從而獲得較純凈的CoCl2•6H2O,
故答案為:過濾;蒸餾.

點評 本題考查了實驗方案設(shè)計中的有關(guān)知識,難度較大,比較突出的難點是:1、誤差的分析不知如何尋找“題眼”;2、信息題中信息的閱讀、提取有用信息然后進行加工的方法不會,從而導(dǎo)致做題錯誤較多.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

17.回答下列問題
(1)有機物的命名及化學(xué)用語非常重要
的系統(tǒng)命名為:2,4-二甲基-3-乙基乙烷
②甲基的結(jié)構(gòu)簡式為-CH3.寫出乙醇的結(jié)構(gòu)式,乙烯的電子式為
③福爾馬林中溶質(zhì)的名稱叫甲醛,任寫一種與乙酸互為同分異構(gòu)體的有機物的結(jié)構(gòu)簡式HCOOCH3.對二甲基環(huán)已烷核磁共振氫譜顯示有3組峰
(2)官能團對有機物性質(zhì)氣決定作用,但也會受到所連基團的影響
①比較沸點CH3CH2OH<CH2OHCH2OH(填“>”“<”或“=”,下同)
②比較水溶性
③比較酸性:>CH3COOH(提示:類比酚與醇的酸性)
(3)合成有機物已經(jīng)在生產(chǎn)、生活中得到廣泛的應(yīng)用
①請寫出由甲醛和苯酚在鹽酸催化下制取酚醛樹脂的化學(xué)方程式
②請寫出CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH在催化劑作用下發(fā)生加聚反應(yīng)的化學(xué)方程式:

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科目:高中化學(xué) 來源:2016-2017學(xué)年江西省高二上月考一化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

恒溫恒壓下,在容積可變的器皿中,反應(yīng)2NO2 (g)N2O4 (g)達到平衡后,再向容器內(nèi)通入一定量NO2,又達到平衡時,N2O4的體積分數(shù)

A.不變 B.增大 C.減小 D.無法判斷

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科目:高中化學(xué) 來源:2016-2017學(xué)年湖北省高二上月考一化學(xué)卷(解析版) 題型:選擇題

同溫度下,體積均為1L的兩個恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H= -92.6 kJ / mol。測得數(shù)據(jù)如下表:

下列敘述不正確的是

A.容器②中反應(yīng)開始時v(正)> v(逆)

B.容器①、②中反應(yīng)達平衡時壓強相等

C.容器②中反應(yīng)達平衡時,吸收的熱量Q為9.26 kJ

D.若條件為“絕熱恒容”,容器①中反應(yīng)達平衡時n (NH3)< 0.6 mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.高純氧化鋁可用于制高壓鈉燈的陶瓷管.實驗室制取高純氧化鋁的流程如下:

(1)“除雜”操作是加入適量過氧化氫,用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH約為8.0,以除去硫酸銨溶液中的少量Fe2+.檢驗Fe2+已除盡的實驗操作是取少量除雜后的濾液,加適量H2O2溶液,振蕩,滴加KSCN溶液,若無明顯現(xiàn)象,說明Fe2+已除盡.
(2)通常條件下,KSP[Fe(OH)3]=4.0×10-38,除雜后溶液中c(Fe3+)=4.0×10-20mol/L.
(3)配制硫酸鋁溶液時,需用硫酸酸化,酸化的是目的是抑制Al3+水解.
(4)“結(jié)晶”操作中,母液經(jīng)蒸發(fā)濃縮至溶液表面剛出現(xiàn)薄層的結(jié)晶為止,冷卻結(jié)晶,得到銨明礬(含結(jié)晶水).母液不能蒸干的原因是減少可溶性雜質(zhì)的析出及Al3+水解.
(5)“分離”操作名稱是c(填字母代號)a.蒸餾     b.分液    c.過濾
(6)測定銨明礬組成的方法是:
a.稱取0.906g銨明礬樣品,高溫灼燒,得Al2O3殘留固體0.102g;
b.稱取0.906g銨明礬樣品,用適量蒸餾水溶解,再加入稍過量的BaCl2溶液,經(jīng)靜置、過濾、洗凈,得BaSO40.932g;
c.稱取0.906g樣品,加入足量的NaOH溶液,加熱,產(chǎn)生氣體依次通過堿石灰和濃硫酸,濃硫酸增重0.0340g.則銨明礬的化學(xué)式為NH4Al(SO42•12H2O.
(7)有同學(xué)認為,第(6)問測定銨明礬組成的方法a、b、c三個試驗中,有一個實驗不必實施也能推導(dǎo)出銨明礬的化學(xué)式,您認為合理嗎?若合理,請在下列空格寫出不必實施的實驗代號(即填上a、b、c其中的一個);若不合理,則在下列空格填上“不合理”,你的結(jié)論是a或c.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.某小組欲探究Cl2的化學(xué)性質(zhì),設(shè)計以下反應(yīng)實驗Cl2+KOH+KI→KIOX+KCl+H2O(未配平)
Ⅰ【實驗方案】實驗裝置如圖

A  MnO2      B  飽和食鹽水     C  KI、KOH混合溶液    D  AgNO3溶液
E  NaOH溶液       F 濃鹽酸
(1)儀器A的名稱蒸餾燒瓶,制備時加入MnO2應(yīng)多余理論量,其原因是氯氣過量有利于反應(yīng)充分進行,裝置A、B中氯氣有殘留
(2)當D裝置中出現(xiàn)渾濁(或有白色沉淀) 時,停止加熱.
Ⅱ【檢驗產(chǎn)物】
①精確取C中液體20.00mL(均勻)于錐形瓶中,加入KI(過量)和足量稀硫酸
②向上述錐形瓶中滴加淀粉指示劑,溶液變藍,用0.5000mol/L的Na2S2O3溶液滴定至藍色剛好褪去,耗Na2S2O3溶液25.20mL.
已知:原C中KI的濃度為0.1000mol/L;I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
(1)寫出①的離子反應(yīng)方程式(2x-1)I-+IOX-+2xH+=xI2+xH2O
(2)計算,x=3.15,其與理論值相比偏高(高或低),主要原因是C中有殘余氯氣,會氧化KI生成I2
(3)若想修正此誤差,可采取的方法是加熱煮沸所取的20.00mL液體,趕走溶在其中的氯氣
Ⅲ【探究反思】
同學(xué)甲提出反應(yīng)歷程猜想
①Cl2先和 I-反應(yīng)生成I2,I2再和Cl2反應(yīng)生成 IOX-
②Cl2先和 OH-反應(yīng)生成 ClO-,ClO-氧化I-直接生成IOX-
(1)甲同學(xué)在KI、KOH混合溶液中加入淀粉指示劑,滴入一滴新制氯水后,溶液迅速變藍,他認為此現(xiàn)象可證實猜想①
(2)甲同學(xué)想測滴入氯水后用pH試紙測溶液pH,從pH變化以進一步證實猜想.乙同學(xué)認為應(yīng)用pH計實驗.pH試紙不宜使用的原因是溶液為藍色,影響pH試紙顏色觀察
(3)不斷加入氯水,由pH計測得數(shù)據(jù)作圖如下,請分別寫出圖象對應(yīng)的猜想.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

19.硫酸鐵(PFS)是一種新型高效的無機高分子絮凝劑,廣泛用于水的處理.用鐵的氧化物為原料來制取聚合硫酸猴,為控制水解時Fe3+的濃度,防止生成氫氧化鐵沉淀,原料中的Fe3+必須先還原為Fe2+.實驗步驟如下:

(1)用98%的硫酸配制28%的硫酸,所需的玻璃儀器除量筒外,還有b.
(a) 容量瓶(b) 燒杯(c) 燒瓶
(2)步驟 II取樣分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量,目的是bc.
(a) 控制溶液中Fe2+與Fe3+含量比(b) 確定下一步還原所需鐵的量
(c) 確定氧化Fe2+所需NaClO3的量(d) 確保鐵的氧化物酸溶完全
(3)用NaClO3氧化時反應(yīng)方程式如下:6FeSO4+NaClO3+3H2SO4→3Fe2(SO43+NaCl+3H2O
若改用HNO3氧化,則反應(yīng)方程式為6FeSO4+2HNO3+3H2SO4=3Fe2(SO43+NO↑+4H2O
(4)測定時所需的試劑ac.
(a) NaOH(b) FeSO4(c) BaCl2(d) NaClO3
(5)需要測定Fe2O3和BaSO4的質(zhì)量(填寫化合物的化學(xué)式).
(6)選出測定過程中所需的基本操作b、e、d(按操作先后順序列出).
(a) 萃取、分液(b) 過濾、洗滌(c) 蒸發(fā)、結(jié)晶  (d) 冷卻、稱量(e)烘干或灼燒.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.水是一種廉價而且非常有用的試劑,下列用水就能鑒別的一組物質(zhì)是( 。
A.苯、溴苯、四氯化碳B.苯、乙醇、四氯化碳
C.硝基苯、乙醇、四氯化碳D.硝基苯、乙醇、乙酸

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

14.現(xiàn)有3.58gNa2CO3 和NaHCO3的固體混合物,將其制成溶液后,邊攪拌邊逐滴滴加80.0ml 1.0mol/L 鹽酸,反應(yīng)完全后生成的CO2氣體折算成標準狀況下的體積為896ml(設(shè)氣體全部逸出,下同).回答下列問題:
(1)其中鹽酸過量.
(2)固體混合物中Na2CO3 和NaHCO3的物質(zhì)的量之比為1:3.
(3)取xg上述Na2CO3 和NaHCO3的固體混合物,將其制成溶液后,邊攪拌邊逐滴滴加40.0ml 1.0mol/L 鹽酸,反應(yīng)完全后生成的CO2氣體折算成標準狀況下的體積為448ml,則x的值可能為1.79或7.16.
(4)取xg上述Na2CO3 和NaHCO3的固體混合物,將其制成溶液后,邊攪拌邊逐滴
滴加40.0ml 1.0mol/L 鹽酸,反應(yīng)完全后生成的CO2氣體折算成標準狀況下的體積為yml,當2.864≤x<14.32時,y與x的函數(shù)關(guān)系式是y=896-$\frac{11200x}{179}$.

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