Question

某回收廢料中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Co₂O₃?CoO多種金屬氧化物，某 實(shí)驗(yàn)室科技人員欲將之分離并制備有關(guān)物質(zhì)，設(shè)計(jì)流程如圖所示：

（1）過程②的離子方程式為

 

．
（2）過程④會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（3）過程⑥用于制備綠色水處理劑，反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（4）過程⑦中碳酸鈉溶液起的作用是

 

．
（5）CoO溶于鹽酸可得粉紅色的CoCl₂溶液．CoCl₂含結(jié)晶水?dāng)?shù)目不同而呈現(xiàn)不同顏色，利用藍(lán)色的無水CoCl₂吸水變色這一性質(zhì)可制成變色水泥和顯隱墨水．下表是粉紅色的CoCl₂?6H₂O晶體受熱分解時(shí)的情況：

溫度/℃	32	52	90	120
固體質(zhì)量/g	①	83	74	65
固體物質(zhì)化學(xué)式	CoCl2?6H2O	②	③	CoCl2

認(rèn)真分析以上數(shù)據(jù)，填寫下列空白．③物質(zhì)的化學(xué)式是

 

．寫出CoCl₂?6H₂O晶體受熱分解生成②的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的回收與環(huán)境、資源保護(hù),鎂、鋁的重要化合物,鐵的氧化物和氫氧化物

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）廢料通過堿液得到的含鋁廢液是含偏鋁酸根的廢液，故通二氧化碳是偏鋁酸根生成氫氧化鋁沉淀；
（2）根據(jù)過程④會(huì)產(chǎn)生有毒氣體結(jié)合反應(yīng)物Fe₂O₃、Co₂O₃?CoO與鹽酸反應(yīng)，因?yàn)镕e₂O₃與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，所以只有Co₂O₃?CoO與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生有毒氣體即氯氣，再根據(jù)氧化還原反應(yīng)特征說明Co₂O₃?CoO在反應(yīng)中化合價(jià)減低，最后結(jié)合反應(yīng)④后的產(chǎn)物書寫；
（3）根據(jù)紅褐色沉淀即氫氧化鐵在堿性條件下與次氯酸鈉反應(yīng)生成高鐵酸鈉，再結(jié)合氧化還原反應(yīng)的特征書寫；
（4）根據(jù)過程⑦的前后變化不難判斷碳酸鈉的作用；
（5）根據(jù)關(guān)系式CoCl₂?6H₂O～CoCl₂求出CoCl₂?6H₂O的質(zhì)量，然后再根據(jù)差量法求出②和③物質(zhì)的化學(xué)式．

解答： 解：（1）廢料通過堿液得到的含鋁廢液是含偏鋁酸根的廢液，故通二氧化碳是偏鋁酸根與二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，所以離子方程式為
AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（2）根據(jù)過程④會(huì)產(chǎn)生有毒氣體結(jié)合反應(yīng)物Fe₂O₃、Co₂O₃?CoO與鹽酸反應(yīng)，因?yàn)镕e₂O₃與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，所以只有Co₂O₃?CoO與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生有毒氣體即氯氣，再根據(jù)化合價(jià)變化說明Co₂O₃?CoO在反應(yīng)中化合價(jià)減低，最后結(jié)合反應(yīng)④后的產(chǎn)物為+2Co；所以化學(xué)方程式為：Co₂O₃?CoO+8HCl=CoCl₂+3Cl₂↑+4H₂O，
故答案為：Co₂O₃?CoO+8HCl=3CoCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（3）根據(jù)紅褐色沉淀即氫氧化鐵在堿性條件下與次氯酸鈉反應(yīng)生成高鐵酸鈉，所以離子方程式為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（4）根據(jù)過程⑦的前后變化發(fā)現(xiàn)是沉淀CoCO₃，所以作用為調(diào)節(jié)PH值，提高碳酸根，使+2Co沉淀為CoCO₃；
故答案為：調(diào)節(jié)PH值，提高碳酸根，使+2Co沉淀為CoCO₃；
（5）CoCl₂?6H₂O～CoCl₂
        238             130    
         m             65g
 

238

m

=

130

65

  解得：m=119g
 ②物質(zhì)的化學(xué)式為CoCl₂?nH₂O，則有：
   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物質(zhì)的化學(xué)式為：CoCl₂?2H₂O，
同理③物質(zhì)的化學(xué)式為CoCl₂?aH₂O，則有：
   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物質(zhì)的化學(xué)式為：CoCl₂?H₂O；
故答案為：CoCl₂?H₂O；CoCl₂?6H₂O

52℃  .

CoCl₂?2H₂O+4H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了金屬及其化合物的性質(zhì)，考查氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、關(guān)系式計(jì)算等，難度中等，關(guān)鍵根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程利用氧化還原反應(yīng)判斷書寫發(fā)生的離子反應(yīng)，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查．是一道不錯(cuò)的能力考查題．