【題目】CoCO3可用作選礦劑、催化劑及偽裝涂料的顏料。以含鈷廢渣(主要成CoO、Co2O3,還含有Al2O3、ZnO等雜質(zhì))為原料制備CoCO3的一種工藝流程如下

下表是相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol·L-1計算):

金屬離子

開始沉淀的pH

沉淀完全的pH

Co2+

7.6

9.4

Al3+

3.0

5.0

Zn2+

5.4

8.0

(1)寫出酸溶時發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________。

(2)“除鋁過程中需要調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為______________形成沉渣時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________。

(3)在實驗室里萃取操作用到的玻璃儀器主要有____________;上述萃取過程可表示為ZnSO4(水層)+2HX(有機層) ZnX2(有機層)+H2SO4(水層),由有機層獲取ZnSO4溶液的操作是_________________________。

(4)“沉鈷,Na2CO3溶液滴加過快會導(dǎo)致產(chǎn)品不純,請解釋原因_________________

(5)在空氣中煅燒CoCO3生成鈷氧化物和CO2,測得充分煅燒后固體質(zhì)量為2.41g,CO2的體積為0.672L(標準狀況),則該鈷氧化物的化學(xué)式為____________________

【答案】 Co2O3+SO2+H2SO4=2CoSO4+H2O 5.0~5.4 2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2 分液漏斗,燒杯 向有機層中加入適量的硫酸溶液充分振蕩,靜置,分離出水層 Na2CO3溶液滴加過快,會導(dǎo)致局部堿性過強而產(chǎn)生Co(OH)2 Co3O4

【解析】試題分析:本題以含鈷廢渣為原料制備CoCO3的流程為載體,考查流程的分析、方程式的書寫、物質(zhì)的分離和提純、鹽類的水解和化學(xué)式的確定。

(1)“酸溶”時加入H2SO4SO2由于SO2具有還原性,SO2將鈷廢渣中+3價的Co還原為+2,“酸溶時發(fā)生的非氧化還原反應(yīng)為:CoO+H2SO4=CoSO4+H2O、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO43+3H2O、ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O,發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為Co2O3+SO2+H2SO4=2CoSO4+H2O。

(2)“除鋁”過程中Al3+完全沉淀,其它金屬陽離子不形成沉淀,根據(jù)Co2+、Al3+、Zn2+開始沉淀和沉淀完全的pH,“除鋁”過程中需要調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為5.0~5.4。形成沉渣時加入的是Na2CO3,發(fā)生的是Al3+CO32-的雙水解反應(yīng),形成沉渣時反應(yīng)的離子方程式為2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑。

(3)在實驗室里,萃取操作用到的玻璃儀器主要有分液漏斗、燒杯。由有機層獲得ZnSO4溶液,要使平衡ZnSO4(水層)+2HX(有機層)ZnX2(有機層)+H2SO4(水層)逆向移動,所以要向有機層中加入硫酸然后分液,由有機層獲得ZnSO4溶液的操作是:向有機層中加入適量的硫酸溶液充分振蕩,靜置,分離出水層

(4)“沉鈷”時是向CoSO4溶液中加入Na2CO3溶液產(chǎn)生CoCO3沉淀,由于Na2CO3溶液呈堿性,若Na2CO3溶液滴加過快會導(dǎo)致局部堿性過強而產(chǎn)生Co(OH)2沉淀,導(dǎo)致產(chǎn)品CoCO3中混有Co(OH)2

(5)n(CO2)==0.03mol,根據(jù)C守恒,n(CoCO3)=n(CO2)=0.03mol;根據(jù)Co守恒,n(Co)=0.03mol,氧化物中n(O)==0.04mol,n(Co):n(O)=0.03mol:0.04mol=3:4,該鈷氧化物的化學(xué)式為Co3O4。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】自然界存在豐富的碳、氮、硅、磷、鐵、銅等元素,它們可形成單質(zhì)及許多化合物。回答下列問題

(1)C、N、Si原子的第一電離能由大到小的順序是____________________。

(2)亞磷酸(H3PO3)與過量NaOH反應(yīng)生成亞磷酸氫二鈉(Na2HPO3),則亞磷酸的結(jié)構(gòu)式為________________________。

(3)FexNy的晶胞結(jié)構(gòu)如圖-1所示,Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(x-n)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖-2所示,其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為___________________

(4)乙;F是常用汽油抗震劑,其結(jié)構(gòu)如圖3所示,該物質(zhì)中碳原子的雜化方式有___________,亞鐵離子具有強還原性,從電子排布的角度解釋其原因_______________。

(5)金剛石晶胞結(jié)構(gòu)如圖-4,立方BN結(jié)構(gòu)與金剛石相似、硬度與金剛石相當(dāng)。在立方BN晶體中,B原子與N原子之間共價鍵與配位鍵數(shù)目比為____________每個N原子周圍最近且等距離的N原子數(shù)為_______________;如果阿伏加德羅常數(shù)近似取6×1023mol-1立方BN的密度為ag·cm-3,摩爾質(zhì)量為bg·mol-1,計算晶體中最近的兩個N原子間距離是_________nm(用含a、b代數(shù)式表示)。

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【題目】某溶液中可能含有Cl、SO42、CO32、NH4+、Fe3+、Al3+ Na+。某同學(xué)為確定其組分,設(shè)計并完成了如下實驗:

由此可推測原溶液中

A. SO42、NH4+Na+一定存在,CO32一定不存在

B. SO42、NH4+一定存在,Na+CO32一定不存在

C. c(Fe3+)=0.1 molL-1

D. c(Cl)≥0.4molL-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】生活中的四種有機物:①乙烯、②苯、③乙酸、④葡萄糖。其中,屬于食醋主要成分的是_____(填序號,下同),作有機溶劑的是_____,可作植物生長調(diào)節(jié)劑的是_____,可用于醫(yī)療輸液補充能量的是_____。

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【題目】1甲醇(CH3OH)是重要的溶劑和替代燃料,工業(yè)上用COH2在一定條件下制備CH3OH的反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在體積為1L的恒容密閉容器中,充入2molCO4molH2,一定條件下發(fā)生上述反應(yīng),測得CO(g)CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖一所示。

①從反應(yīng)開始到5min,用CO表示的平均反應(yīng)速率v(CO)=________。

②下列說法正確的是____________(填字母序號)

A.達到平衡時,H2的轉(zhuǎn)化率為65%

B5min后容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變

C.達到平衡后,再充入氬氣,反應(yīng)速率減小

D2minv()>v()2minv()<v()

2碳與水蒸氣反應(yīng)制取H2的相關(guān)反應(yīng)如下:

C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.0kJ/mol

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H= - 43kJ/mol

CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(S) H= - 178.3kJ/mol

①計算反應(yīng)ⅣC(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)的△H=_______kJ/mol;

K1K2、K3分別為反應(yīng)、的平衡常數(shù)則反應(yīng)平衡常數(shù)K=__________(K1、K2K3表示)。

②對于可逆反應(yīng)C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g),采取以下措施可以提高H2產(chǎn)率的是________(填字母)

A.降低體系的溫度 B.壓縮容器的體積 C.增加CaO的量 D.選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?/span>

3對于可逆反應(yīng)C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g),該反應(yīng)_______(填不能)自發(fā)進行。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某校課外活動小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的是NO氣體,設(shè)計了如下實驗。實驗裝置如圖所示(已知NO、NO2能與NaOH溶液反應(yīng)):

(1)設(shè)計裝置A的目的是________________________________________,為達此目的應(yīng)進行的操作____________________________________________________________________________;A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________________________。

(2)在(1)中的操作后將裝置B中銅絲插入稀硝酸,并微熱之,觀察到裝置B中的現(xiàn)象是_______;B中反應(yīng)的離子方程式是_________________________________________________________

(3)裝置E和F的作用是__________________________________________________________,為實現(xiàn)此目的,操作方法是_______________________________________________________。

(4)D裝置的作用是_______________________________________________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在新型儲能體系,可充電鋰二氧化碳電池被稱為可呼吸電池2.0”,該電池的總反應(yīng)式為:Li+CO2+O2Li2CO3(未配平).其工作原理如下圖所示(放電時產(chǎn)生的碳酸鋰固體儲存于碳納米管中,TEGDME是一種有機溶劑)。下列說法中正確的是

A. 放電時,CO2發(fā)生還原反應(yīng)

B. 若有1.12L.CO2參與反應(yīng),則有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移

C. 放電時,Li+從右向左移動

D. 充電時,陽極反應(yīng)為2Li2CO3-4e-=2CO2↑+O2↑+4Li+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】符合如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系,且當(dāng)X、Y、Z的物質(zhì)的量相等時,存在焓變H=H1+H2。滿足上述條件的X、Y可能是

C、CO S、SO2 Na、Na2O AlCl3、Al(OH)3 Fe、Fe(NO3)2 NaOH、Na2CO3

A. ①④⑤ B. ①②③ C. ①③④ D. ①③④⑤⑥

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)鈉的物理性質(zhì)的敘述中正確的是(  ) ①銀白色金屬;
②質(zhì)軟,可以用小刀切割;
③熔點低于100℃;
④密度比水。
⑤熱和電的良導(dǎo)體.
A.①②④
B.①②③④
C.①③④
D.①②③④⑤

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