[题目]CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂.一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3.Co(OH)3.还含少量Fe2O3.Al2O3.MnO等)制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下:已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+.CO2+.Fe2+.Mn2+.Al3+等,②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表(金属离子浓度为0．01 mol/L):③CoCl2� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿（主要成分为Co2O3、Co（OH）3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等）制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、CO2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表（金属离子浓度为0．01 mol/L）：

③CoCl2·6H2O熔点为86℃，加热至110～120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴。

（1）写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式：_______________。

（2）若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式：_______________。

（3）“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是_____________、__________和过滤。制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是_____________。

（4）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图向“滤液”中加入萃取剂的目的是____________，其使用的最佳pH范围是______。

A 2．0～2．5 B 3．0～3．5 C 4．0～4．5 D 5．0～5．5

（注：横坐标依次为1-6；单位：PH）

（5）为测定粗产品中CoCl2·6H2O的含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO3溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%，其原因可能是__________。（答一条即可）

【答案】Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2+3H2O 蒸发浓缩冷却结晶降低烘干温度，防止产品分解除去Mn2+ B 粗产品含有可溶性氯化物（或晶体失去了部分结晶水）

【解析】

根据题意可知，本题考查制备实验方案的设计，运用氧化还原反应知识及物质性质知识分析。

(1)浸出过程中使用盐酸酸浸,同时加入Na2SO3反应,SO32具有一定的还原性,可以还原Co3+和Fe3+得到Co2+和Fe2+,则相当于发生反应：Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O，这是主要的反应，

故答案为：Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O；

(2)向浸出液中加入NaClO3的目的是氧化Fe2+为Fe3+,便于后续的除杂,此时ClO3被还原为Cl,如不慎向“浸出液”中加过量NaC1O3时,在酸性条件下ClO3可能会与Cl发生反应生成H2O和Cl2,反应为ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2+3H2O，

故答案为：ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2+3H2O；

(3)操作1使得溶液中的Co2+析出晶体，所以具体操作步骤应为：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，制得的CoCl2·6H2O需减压烘干,考虑到CoCl2·6H2O熔点为86℃，加热至110120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴，所以目的是降低烘干温度，防止产品分解，

故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；降低烘干温度，防止产品分解；

(4)根据萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系图分析,进行到萃取操作时溶液中主要存在Mn2+和Co2+,则萃取操作的目的是除去Mn2+，随着pH的增大,Mn2+的萃取率增大,但与此同时Co2+,所不同的是二者起始萃取率所对应的pH不同,选择pH的范围需要使得Mn2+的萃取率尽可能高,使得Co+的萃取率尽可能低,能使二者尽可能充分地分离,应为3.04.0之间,此区间内,Mn2+的萃取率较高,虽然Co2+也有一定萃取率,但是增量不大,4.0以后Co2+的萃取率急速上升,不予考虑,3.0之前,Mn2+的萃取率较低，也不予考虑，所以符合的只有B项，

故答案为：除去Mn2+；B；

(5)为测定粗产品中CoCl2·6H2O的含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量,借助沉淀Cl计算粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数,粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数,通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,从公式分析是m测增大,或者m样减小,m测增大则是多测了Cl的量,可能是由粗产品含有可溶性氯化物引起,m样减小,说明粗产品并不是我们认为的CoCl2·6H2O,而是已经失去了部分结晶水,而我们当成是CoCl2·6H2O去计算，而实际上样品质量不足以达到这么多，是偏小的，所以计算值超过了100%，

故答案为：粗产品含有可溶性氯化物（或晶体失去了部分结晶水）。

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【题目】实验室欲配制480mL0.5mol·L-1的CuSO4溶液，据此回答下列问题：

（1）需称量胆矾CuSO4.5H2O__g。

（2）在配制的过程中一定不需要使用到的仪器是（填写代号）__，还缺少的仪器有__、__。

A.烧杯 B.药匙 C.玻璃棒 D.1000mL容量瓶 E.锥形瓶 F.胶头滴管

（3）如图所示的实验操作的先后顺序为__。

（4）从配制好的CuSO4溶液中取出10mL，将这10mL的CuSO4溶液稀释至100mL，稀释后CuSO4溶液的浓度变为__mol·L-1。

（5）下列的实验操作可能导致配制的溶液浓度偏低的是__。

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B.定容时液面超过刻度线，用胶头滴管吸出

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②

③

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（6）参照上述合成路线，以为原料（无机试剂任选），设计制备的合成路线：_______________________________________________。

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实验步骤	实验现象
取少量该溶液，加几滴甲基橙	溶液变红色
取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓硫酸，加热	有无色气体产生，气体遇空气可以变成红棕色
取少量该溶液，加溶液	有白色沉淀生成
取中的上层清液，加溶液	有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸
取少量该溶液，加入NaOH溶液	有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解

由此判断，下列说法正确的是

A.根据实验可以确定溶液中不含有和，因为这二个离子相对应的酸为弱酸

B.溶液中一定存在的离子是、、、、；溶液中肯定不存在的离子是：、、、

C.为进一步确定其它离子，应该补充焰色反应的实验来检验就可以

D.通过实验和就可以确定溶液中一定含有，一定不含有、、，所以实验步骤的设计是错误的

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实验编号	室温下，试管中所加试剂及其用量/mL				室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
实验编号	0.6mol/L H2C2O4溶液	H2O	0.2mol/LKMnO4溶液	3mol/L 稀硫酸	室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
1	3.0	2.0	2.0	3.0	4.0
2	3.0	a	2.0	2.0	5.2
3	3.0	b	2.0	1.0	6.4

(1)a=________,b=__________.根据上表中的实验数据，该组实验的结论_____________。

(2)①该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。

该小组同学提出的假设是___________。

②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。

实验编号

室温下，试管中所加试剂及其用量/mL

再向试管中加入少量固体X

室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min

0.6mol/L

H2C2O4溶液

H2O

0.2mol/LKMnO4溶液

3mol/L

稀硫酸

3.0

2.0

3.0

固体X是__________。

③若该小组同学提出的假设成立，时间t__________4.0min(填＞、=或＜)。

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