,此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 .[已知M=183 g·mol-1]">
【題目】鈷(Co)及其化合物在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用。為從某工業(yè)廢料中回收鈷,某學(xué)生設(shè)計(jì)流程如下(廢料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物質(zhì))。
已知:①物質(zhì)溶解性:LiF難溶于水,Li2CO3微溶于水;
②部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH見下表。
Fe3+ | Co2+ | Co3+ | Al3+ | |
pH(開始沉淀) | 1.9 | 7.15 | -0.23 | 3.4 |
pH(完全沉淀) | 3.2 | 9.15 | 1.09 | 4.7 |
請回答:
(1)步驟Ⅰ中得到含鋁溶液的反應(yīng)的離子方程式是__________。
(2)寫出步驟Ⅱ中Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2的離子方程式:______。
(3)步驟Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH,應(yīng)使溶液的pH不超過______;廢渣中的主要成分除了LiF外,還有______。
(4)NaF與溶液中的Li+形成LiF沉淀,此反應(yīng)對步驟Ⅳ所起的作用是______。
(5)在空氣中加熱5.49 g草酸鈷晶體(CoC2O4·2H2O)樣品,受熱過程中不同溫度范圍內(nèi)分別得到一種固體物質(zhì),其質(zhì)量如表。
溫度范圍/℃ | 固體質(zhì)量/g |
150~210 | 4.41 |
290~320 | 2.41 |
890~920 | 2.25 |
①加熱到210 ℃時(shí),固體質(zhì)量減輕的原因是__________。
②經(jīng)測定,加熱到210~290 ℃過程中的生成物只有CO2和鈷的氧化物span>,此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。[已知M(CoC2O4·2H2O)=183 g·mol-1]
【答案】 2Al+2OH-+2H2O2AlO2 -+3H2↑ Co2O3+6H++2Cl-2Co2++Cl2↑+3H2O 7.15 Fe(OH)3 降低濾液中Li+濃度,避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生 Li2CO3沉淀失去結(jié)晶水 3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2
【解析】流程分析:廢料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物質(zhì),流程目的為回收鈷,則Al、Li、Fe等元素為雜質(zhì),要進(jìn)行除雜。步驟Ⅰ:堿浸泡,利用NaOH溶液溶解廢料中的Al,得到鈷渣和含鋁溶液。步驟Ⅱ,酸液,向鈷渣中加入鹽酸,Li、Co2O3和Fe2O3均溶解。步驟Ⅲ,凈化,加入稀碳酸鈉溶液,調(diào)節(jié)溶液pH,促進(jìn)Fe3+水解,生成氫氧化鐵沉淀,加入NaF,可以生成難溶的LiF沉淀。步驟Ⅳ,在濾液中加入濃碳酸鈉溶液,將鈷離子轉(zhuǎn)化為碳酸鈷沉淀。再加入鹽酸和草酸銨溶液得到草酸鈷晶體,高溫分解得到CoO。
(1)步驟Ⅰ中加NaOH,Al和NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2和H2,故離子方程式為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2 -+3H2↑;
(2)步驟Ⅱ中Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2,根據(jù)上述流程分析,Co元素最終變?yōu)?2價(jià),則該反應(yīng)中,Co2O3的還原產(chǎn)物為CoCl2。結(jié)合原子守恒和電子守恒分析配平可得離子方程式:Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O;
(3)步驟Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH,沉淀鐵離子,依據(jù)表中數(shù)據(jù)分析判斷應(yīng)使溶液的pH超過3.2,但不能沉淀鈷離子,應(yīng)使溶液的pH不超過7.15,廢渣中的主要成分除了LiF外還有Fe(OH)3;
故答案為:7.15;Fe(OH)3;
(4)步驟Ⅳ中加入濃碳酸鈉溶液沉淀鈷離子,根據(jù)已知信息,Li2CO3微溶,為了避免在步驟Ⅳ中生成Li2CO3,在步驟Ⅲ中先加入NaF與溶液中的Li+形成難溶的LiF沉淀,減小Li+的濃度,避免CoCO3中引入Li2CO3雜質(zhì)。
故答案為:降低溶液中Li+濃度,避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生Li2CO3沉淀;
(5)晶體物質(zhì)的量n=,則結(jié)晶水共0.06mol,結(jié)晶水的質(zhì)量=0.06mol×18g/mol=1.08g。根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知,150~210℃范圍內(nèi),固體質(zhì)量變化=5.49g-4.41g=1.08g,說明210°C失去所有結(jié)晶水得到CoC2O4。210~290℃過程中是CoC2O4的反應(yīng),加熱到210~290 ℃過程中的生成物只有CO2和鈷的氧化物,n(CO2)=0.06mol,m(CO2)=0.06mol×44g/mol=2.64g,根據(jù)表格數(shù)據(jù),此階段固體質(zhì)量共減小=4.41g-2.41g=2g<m(CO2),說明此階段還有另外的物質(zhì)參與反應(yīng)。根據(jù)元素守恒,參加反應(yīng)的還有O2,則反應(yīng)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,依據(jù)原子守恒得化學(xué)方程式:3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2。
故答案為:Li2CO3沉淀失去結(jié)晶水;3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有機(jī)物Z常用于治療心律失常,Z可由有機(jī)物X和Y在一定條件下反應(yīng)制得:
下列敘述正確的是
A. X的分子式為C8H10O2
B. X的同分異構(gòu)體中含苯環(huán)且能水解的共有6種
C. Y可以發(fā)生取代反應(yīng)和加成反應(yīng)
D. Z中所有原子有可能在同一平面內(nèi)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】容積固定的密閉容器中存在如下反應(yīng):A(g)+3B(g)2C(g) △H<0某研究小組研究了其他條件不變時(shí),改變某一條件對上述反應(yīng)的影響,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出下列關(guān)系圖:
下列判斷正確的是
①圖I研究的是壓強(qiáng)對反應(yīng)的影響,且乙的壓強(qiáng)較高
②圖II研究的是壓強(qiáng)對反應(yīng)的影響,且甲的壓強(qiáng)較高
③圖II研究的是溫度對反應(yīng)的影響,且乙的溫度較高
④圖III研究的是不同催化劑對反應(yīng)的影響,且甲使用的催化劑效率較高
A. ①② B. ①③ C. ①④ D. ③④
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫時(shí),ksp(CaC2O4)=2.4×10-9,下列有關(guān)0.10mol/L草酸鈉(Na2C2O4)溶液的說法,正確的是
A. 溶液中各離子濃度大小關(guān)系c(Na+)>c(C2O42-)>c(HC2O4-)>c(OH-)>c(H+)
B. 若向溶液中不斷加水稀釋,溶液中各離子濃度均減小
C. 若用pH計(jì)測得此溶液的pH=a,則H2C2O4的第二級電離平衡常數(shù)約為Ka2=1013-2a
D. 若向該溶液中加入等體積CaCl2溶液后能夠產(chǎn)生沉淀,則CaCl2溶液的最小濃度應(yīng)該大于2.4×10-8mol/L
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列烷烴的沸點(diǎn)是甲烷:-164℃,乙烷-89℃,丙烷:-42℃,戊烷:36℃。由此,推斷丁烷的沸點(diǎn)可能:
A.低于-170℃B.約為-1℃C.高于36℃D.-100℃
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列四個(gè)坐標(biāo)圖分別表示四個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中某些量的變化,其中不正確的是( )
A. 向鹽酸和氯化鈣的混合溶液中加入碳酸鈉 B. 向氫氧化鈉溶液中加水
C. 雙氧水分解 D. 向飽和氯化鈉溶液中加水稀釋
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氫化鋁鋰(IiAlH4)是有機(jī)合成中的重要還原劑。某課題組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備氫化鋁鋰并測定其純度。已知: 氫化鋁鋰、氫化鋰遇水都劇烈反應(yīng),并產(chǎn)生同一種氣體。
回答下列問題:
I.制備氫化鋰(IiH)
選擇圖1中的裝置制備氫化鋰(必要時(shí)可重復(fù)使用):
(1)裝置D中NaOH溶液的作用是________________________________________。
(2)裝置的連接順序(從左至石)為A→__________________________________。
(3)檢驗(yàn)好裝置的氣密性,點(diǎn)燃酒精燈前需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是____________________________________。
II.制備氫化鋁理
1947 年,Schlesinger、Bond 和Finholt首次制得氫化鋁理,其方法是使氫化鋰與無水三氯化鋁按定比例在乙醚中混合,攪拌,充分反應(yīng)后,經(jīng)一系列操作得到LiAlH4晶體。
(4)將乙醚換為去離子水是否可行,請簡述理出:____________________________________。
(5)氫化鋰與無水三氯化鋁反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________。
III.測定氫化鋁鋰產(chǎn)品(不含氫化鋰)的純度。
(6)按圖2裝配儀器、檢查裝置氣密性并裝好約品(Y形管中的蒸餾水足量,為了避免氫化鋁鋰遇水發(fā)生爆炸,蒸餾水中需摻入四氫呋喃作稀釋劑),啟動(dòng)反應(yīng)的操作是_________________。讀數(shù)之前,上下移功量氣管在右側(cè)的容器,使量氣管左、右兩側(cè)的液面在同一水平而上,其目的是___________________________。
(7)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,反應(yīng)前量氣管讀數(shù)為V1mL,反應(yīng)完畢并冷卻之后,量氣管讀數(shù)為V2mL。該樣品的純度為_____________________(用含a、V1、V2的代數(shù)式表示)。若起始讀數(shù)時(shí)俯視刻度線,測得的結(jié)果將___________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在我們的日常生活中出現(xiàn)了“加碘食鹽”、“增鐵醬油”、“高鈣牛奶”、“富硒茶葉”、“含氟牙膏”等商品.這里的碘、鐵、鈣、硒、氟應(yīng)理解為( )
A.元素
B.單質(zhì)
C.分子
D.氧化物
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