【題目】某工業(yè)廢料中主要含有Al2O3、Co2O3CoO、少量Fe3O4等金屬氧化物(Co2O3CoO不與強堿反應).實驗室科技人員欲將之分離并制備相關(guān)物質(zhì),設(shè)計流程如下:

(1)過程Ⅰ中的操作名稱是__,寫出過程Ⅰ發(fā)生反應的化學方程式____________

(2)溶液a中含有金屬離子有 _________________

(3)溶液a中逸出的黃綠色氣體是氯氣,下列說法不正確的是_________

①氯氣是有漂白性的酸性氣體

②液氯和氯水均為液體,且都含有氯分子

③將氯氣通入堿液時,氯氣既是氧化劑,又是還原劑

④次氯酸見光易分解,說明次氯酸是弱酸

⑤向氯水中滴硝酸銀溶液,有白色沉淀生成,說明氯水中含Cl

(4)寫出過程Ⅱ發(fā)生反應的離子方程式:_______________________________

高鐵電池的總反應為:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH

則充電時陽極反應式為___________________________________

(5)Co可以形成CoC2O42H2O(M為183g/mol),5.49g該晶體在空氣中加熱,在不同溫度下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

經(jīng)測定,210℃~290℃過程中,產(chǎn)生的氣體只有CO2,則此過程發(fā)生的化學反應方程式為:______________________________________

【答案】 過濾 Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O Co2+、Fe3+ 、 2FeOH3+3ClO+4OH═2FeO42+5H2O+3Cl FeOH3﹣3e+5OH═FeO42+4H2O 3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2

【解析】試題分析:本題以含有Al2O3Co2O3CoO、少量Fe3O4等金屬氧化物的工業(yè)廢料為原料進行物質(zhì)的分離和制備為載體,考查工業(yè)流程的分析、Cl2的性質(zhì)、二次電池電極反應式的書寫、熱重分析的計算。廢料樣品中加入足量的NaOH溶液,其中Al2O3發(fā)生反應而溶解,Co2O3CoO、Fe3O4不溶,過程I為過濾操作,得到的濾渣中主要含Co2O3CoO、Fe3O4;濾渣中加入足量HCl,由流程知,Co2O3CoOHCl反應生成CoCl2Cl2(黃綠色氣體,反應的方程式為Co2O3CoO+8HCl=3CoCl2+Cl2↑+4H2O,通過此反應說明Co2O3CoO具有強氧化性(氧化性比Cl2強),在此過程中Fe3O4也發(fā)生反應轉(zhuǎn)化成FeCl3,溶液a中的溶質(zhì)為CoCl2FeCl3HCl;將溶液apH調(diào)至3.7~8產(chǎn)生紅褐色沉淀,FeCl3轉(zhuǎn)化成FeOH3沉淀而分離出來,此時得到的濾液的主要成分為CoCl2;過程IIFeOH3KClO、KOH反應制備K2FeO4,此反應中FeOH3被氧化成FeO42-,ClO-被還原成Cl-,反應的化學方程式為3KClO+2FeOH3+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O;濾液中加入Na2CO3產(chǎn)生CoCO3沉淀,CoCO3在高溫下分解產(chǎn)生CoO。

1過程I的操作是過濾。過程IAl2O3NaOH反應的方程式為Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O。

(2)根據(jù)上述分析,溶液a中的金屬離子有Co2+、Fe3+。

(3)①Cl2沒有漂白性,錯誤;液氯為純凈物,只有氯氣分子,氯水為混合物,其中含Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、少量OH-正確;將氯氣通入堿液時,發(fā)生反應:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,氯氣既是氧化劑又是還原劑,正確;④次氯酸見光易分解,說明次氯酸具有不穩(wěn)定性,不是弱酸性,錯誤;⑤向氯水中滴硝酸銀溶液,有白色沉淀生成,說明氯水中含Cl正確;答案選、

4過程II反應的化學方程式為3KClO+2FeOH3+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O,離子方程式為2FeOH3+3ClO+4OH═2FeO42+5H2O+3Cl。充電時的反應方程式為3ZnOH2+2FeOH3+4KOH =3Zn+2K2FeO4+8H2O,充電時陽極發(fā)生失電子的氧化反應,則充電時陽極反應式為FeOH33e+5OH═FeO42+4H2O。

5nCoC2O42H2O=5.49g183g/mol=0.03mol,其中含有結(jié)晶水的質(zhì)量為0.06mol18g/mol=1.08g210℃時固體的質(zhì)量為4.41g,固體質(zhì)量減少5.49g-4.41g=1.08g,則210℃時固體為CoC2O4210℃~290℃過程中產(chǎn)生的氣體只有CO2,290℃固體為Co的氧化物,290℃時固體的質(zhì)量為2.41g,根據(jù)Co守恒,其中nCo=0.03mol,mCo=0.03mol59g/mol=1.77g,nO==0.04mol,nCo):nO=3:4,290℃時固體為Co3O4210290℃反應過程中Co的化合價升高,所以有O2參與反應,則210290℃過程中反應的化學方程式為3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2

練習冊系列答案
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【題目】MnSO4在工業(yè)中有重要應用,用軟錳礦漿(主要成分為MnO2和水,含有Fe2O3、FeO、Al2O3和少量PbO等雜質(zhì))浸出制備MnSO4,其過程如下:

【資料】部分陽離子形成氫氧化物沉淀的pH

離子

Fe2+

Fe3+

Al3+

Mn2+

Pb2+

開始沉淀時的pH

7.6

2.7

3.8

8.3

8.0

完全沉淀時的pH

9.7

3.7

4.7

9.8

8.8

(1)向軟錳礦漿中通入SO2生成MnSO4該反應的化學方程是___________。

(2)加入MnO2的主要目的是___________;

(3)在氧化后的液體中加入石灰漿,用于調(diào)節(jié)pH,pH應調(diào)至____范圍,生成的沉淀主要含有____和少量CaSO4。

(4) 陽離子吸附劑可用于主要除去的離子是______________

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【題目】下列關(guān)于化學鍵說法正確的是( )

A. 構(gòu)成單質(zhì)分子的微粒中不一定含有化學鍵

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D. CaCl2 中既有共價鍵又有離子鍵

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【題目】藥物華素片(西地碘片)使用說明書的部分內(nèi)容如下:

(1)根據(jù)上述說明和所學化學知識回答:
華素片中含有的活性成分是(寫分子式);
(2)某學生為驗證華素片中確定含有上述活性成分,完成實驗如下,請?zhí)顚懀?
①將藥片研碎、溶解、過濾,所得濾液分裝于甲、乙兩試管中備用.
②在甲試管中加入下列一種試劑,振蕩、靜置,觀察到液體分層,若上層液體顏色為無色,則所加試劑為下列中的(填字母),由此說明存在分子碘.
A.氫氧化鈉溶液 B.酒精 C.四氯化碳 D.鹽酸
③在乙試管中滴加溶液,溶液變藍色,也能說明存在分子碘.

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【題目】4P(紅磷,s)P4(白磷,s) ΔH=+17 kJ·mol-1,根據(jù)以上熱化學方程式,下列推論正確的是( )

A. 當1 mol白磷完全轉(zhuǎn)變成紅磷時放出17 kJ熱量

B. 正反應是一個放熱反應

C. 當4 g紅磷轉(zhuǎn)變成白磷時吸收17 kJ熱量

D. 白磷比紅磷穩(wěn)定

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【題目】將下列各種液體分別與溴水混合并振蕩,靜置后混合液分為兩層,溴水層幾乎無色的是( )

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【題目】某興趣小組欲制備漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)。甲同學通過查閱文獻發(fā)現(xiàn):NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO2·3H2O,高于38℃時析出的晶體是NaClO2,高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl。

實驗I 乙同學利用下圖所示裝置制取NaClO2晶體

(l)裝置B中盛裝濃硫酸的儀器名稱是______,裝置A和E的作用是__________

(2)裝置D中發(fā)生反應的化學方程式為_____________________________________。

(3)反應結(jié)束后,先將裝置D反應后的溶液在55℃條件下減壓蒸發(fā)結(jié)晶,然后進行的操作是_______,再用38℃~60℃的溫水洗滌,最后在低于60℃條件下干燥,得到NaClO2晶體。

實驗Ⅱ 丙同學設(shè)計實驗測定制得NaClO2樣品的純度

其實驗步驟如下:

① 稱取所得亞氯酸鈉樣品ag于燒杯中,加入適量蒸餾水和過量的碘化鉀晶體,再滴入適量的稀硫酸,充分反應后,配成100mL混合液。

② 取25.00 mL待測液于錐形瓶中,用bmol/LNa2S2O3標準液滴定,消耗標準液體積的平均值為VmL(已知:I2+2S2O32-=2I+S4O62-)。

(4)步驟① 反應的離子方程式為____________________________________。

(5)步驟② 滴定中使用的指示劑是____________________

(6)樣品中NaClO2的質(zhì)最分數(shù)為______________(用含a、b、V的代數(shù)式表示)。

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【題目】下列溶液一定顯酸性的是(  )

A. H的溶液 B. c(OH)<c(H)的溶液

C. pH<7的溶液 D. 能與金屬Al反應放出H2的溶液

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【題目】T℃時,在容積均為0.5L的兩個密閉容器中發(fā)生:2A(g)+B(g)2C(g)△H=﹣Q kJ/mol (Q>0),6min后,容器①中反應達平衡,有關(guān)數(shù)據(jù)如下表,下列敘述中正確的是

容器編號

起始時各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol

達平衡時體系能量的變化

A

B

C

2

1

0

0.75QkJ

0.4

0.2

1.6

A. 0-6min,v(A)=0.25mol/(L·min)

B. ②中達平衡時放出的熱量為0.05QkJ

C. 其他條件不變,若容器②保持絕熱恒容,則達到平衡時C的體積分數(shù)小于2/3

D. 若①達平衡后,再通入1molA與0.5molB,再達平衡時A的轉(zhuǎn)化率增大

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