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【题目】草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3A12O3MnOMgOCaOSiO2等)制取CoC2O4·2H2O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+Ca2+Mg2+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:

(1)浸出过程中加入Na2SO3的目的是_______________

(2)NaClO3在反应中氯元素被还原为最低价,该反应的离子方程式为

____________________________________________________________________________

(3)加Na2CO3能使浸出液中某些金属离子转化成氢氧化物沉淀。试用离子方程式和必要的文字简述其原理:_______________________________________________________

(4)滤液I“除钙、镁”是将其转化为MgF2CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10,当加入过量NaF后,所得滤液=______

(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如右图所示,在滤液II中适宜萃取的pH为___左右。

a.1 b.2 c.3 d.4

(6)已知:NH3·H2ONH4++OH Kb=1.8×10-5

H2C2O4H++HC2O4 Ka1=5.4×10-2HC2O4H++C2O42- Ka2=5.4×10-5

则该流程中所用(NH4)2C2O4溶液的pH_____7(填“>”或“<”或“=”)

(7)CoC2O4·2H2O热分解质量变化过程如右图所示(其中600℃以前是隔绝空气加热,,600℃以后是在空气中加热);A、B、C均为纯净物;C点所示产物的化学式是__________

【答案】(1)还原Fe3+、Co3+为Fe2+、Co2+

(2)ClO3+6Fe2++6H=6Fe3++Cl+3H2O

(3)加入的碳酸钠(或CO32-)与H反应,c(H)降低,使Fe3+和Al3+(用M3+代替)的水解平衡M3++3H2OM(OH)3+3H,向右移动,而产生氢氧化物沉淀

(4)0.7[Ksp(MgF2)÷Ksp(CaF2)=7.35×10-11÷1.05×10-10=0.7]

(5)c

(6)<)

(7)Co3O4(写成CoO·Co2O3亦给分,但Co2O3·CoO不给分)

【解析】

试题分析:浸出液含有的阳离子主要有H、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;加入NaClO3可得FeCl3,然后加入Na2CO3调PH至5.2,可得Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,过滤后所得滤液主要有Co2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+,加入NaF,除去Ca2+、Mg2+,再在滤液中加入萃取剂,最后得到CoC2O4

(1)Na2SO3具有还原性,能将Co3+Fe3+还原;

(2)氯酸钠具有氧化性,能将浸出的亚铁离子氧化成铁离子,自身被还原为氯离子,同时生成水,离子方程式为:ClO2-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O;

(3)加入的碳酸钠(或CO32-)与H反应,c(H)降低,使Fe3+和Al3+的水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H,向右移动,而产生氢氧化物沉淀;

(4)当加入过量的氟化钠后,所得到滤液中镁离子与钙离子的比例等于氟化镁和氟化钙的溶度积的比值,=7.35×10-11/1.05×10-10=0.7

(5)由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系图可知,溶液的pH是3.0时Mn2+完全萃取;

(6)因NH3·H2O的Kb大于H2C2O4Ka2则(NH4)2C2O4溶液中NH4+比C2O42-的水解能力弱,溶液显酸性。

(7)由题意知,二水合草酸钴(CoC2O42H2O)的起始质量是18.3g,物质的量为0.1mol,其中Co元素的质量是5.9g,300℃时该固体分解为Co的氧化物,C点固体质量为8.03g,则O元素的质量是8.03g-5.9g=2.13g,物质的量是2.13g/16gmol-1=0.133125mol,则该固体中Co与O原子的物质的量之比是0.1: 0.133125=3:4C点剩余固体的化学成分为Co3O4

练习册系列答案
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4) 草酸(乙二酸)与乙二醇按1:1生成聚乙二酸乙二酯的反应方程式为__________

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电极反应式:锌板: ;铜板:

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(2)步骤II中,pH应调节至 (填序号)

a.3~5 b.5 c.8~9 d.12~14

(3)步骤II中回流时必须用到下列仪器中的 (填序号)

a分液漏斗 b.温度计 c.空气冷凝管 d.球形冷凝管

(4)已知,在实验室中用200 mL 0.25 mol/L ZnSO4溶液与50 mL 8mol/L的试剂A反应,则加入固体试剂B的质量为 (计算结果保留小数点后一位)。

(5)步骤II在加热回流的同时,要蒸出 (填物质名称),该物质可循环使用。

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书写相关的化学方程式

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回答下列问题:

1)装置中安全管的作用原理是

2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用 式滴定管,可使用的指示剂为

3)样品中氨的质量分数表达式为

4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将 (填偏高偏低)。

5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是 ;滴定终点时,若溶液中c(Ag)=2.0×10—5mol·L—1c(CrO42—) mol·L—1。(已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10—12

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Ⅱ.氯化钠是生活中的常用调味品,也是结构化学中研究离子晶体时常用的代表物,其晶胞结构如图所示:

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(2)已知在氯化钠晶体中Na+的半径为a pm,Cl-的半径为b pm,它们在晶体中是紧密接触的,则在氯化钠晶体中离子的空间利用率为 (用含a、b的式子表示)。

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