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    19．电子级钴氧化物用于半导体工业和电子陶瓷等领域，是一种纯度很高的氧化物．其工业制取流程如图1：

    （1）滤渣A的成分除Co的磷酸盐和Fe（OH）3外还有Si （填化学式）．
    （2）加入Co3（PO4）2的目的是调节溶液pH，保证Co2+不沉淀，而使铁离子全部沉淀．
    （3）Co与稀硝酸反应生成Co2+的离子方程式为3Co+8H++2NO3-═3Co2++4H2O+2NO↑．
    （4）滤渣B经过反复洗涤、干燥后，进行灼烧，其热重分析图如图2：
    写出C点物质的化学式：Co3O4．
    （5）上述制备过程中采用草酸盐作为沉淀剂，由于生产成本较高，某科研小组研究从钴渣酸浸液（主要成分为CoSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3）出发，以碳铵（NH4HCO3）代替草酸盐作沉淀剂，并由此制备氧化钴．请结合相关信息，补充完整实验步骤．
    已知：a．金属离子生成氢氧化物沉淀pH如下表（开始沉淀pH按金属离子1.0mol/L计算）
    开始沉淀的pH完全沉淀的pH
    Fe3+1.13.2
    Al3+3.05.0
    Co2+7.29.2
    b．CoSO4与NH4HCO3反应时，母液中钴离子含量与溶液pH关系图如图3：
    由钴渣酸浸液制备氧化钴的实验步骤依次为：
    ①往钴渣酸浸液中滴加NaOH溶液，调节溶液pH（5.0，7.2），使Fe3+、Al3+  沉淀完全；
    ②过滤；③配制一定浓度的碳铵溶液，缓慢加入到滤液中，搅拌，控制pH至7.0左右，使Co2+沉淀完全，过滤；
    ④将蒸馏水加热至70℃以上，洗涤CoCO3沉淀3次，干燥；⑤400℃焙烧3h，得产品氧化钴．

    分析 工业级Co加入稀硝酸和磷酸钴，得到滤渣A含有CoSO4、Fe（OH）3、Si，滤液B含有Co2+，加入草酸铵生成CoC2O4，经洗涤、干燥、灼烧得到氧化钴，
    （1）硅和硝酸不反应；
    （2）铁离子以水解，加入Co3（PO4）2可调节溶液pH，使铁离子全部沉淀；
    （3）Co和硝酸发生氧化还原反应；
    （4）A为CoC2O4，n（CoC2O4）=$\frac{14.7g}{147g/mol}$=0.1mol，m（Co）=0.1mol×59g/mol=5.9g，C点氧化物的质量为8.03g，则n（O）=$\frac{8.03g-5.9g}{16g/mol}$=1.33，以此计算；
    （5）由表中数据可知，应先加入氢氧化钠除去Fe3+、Al3+，可调节pH5.0～7.2之间，然后过滤，在滤液中加入一定浓度的碳铵溶液，控制pH至7.0左右，使Co2+沉淀完全，过滤，将蒸馏水加热至70℃以上，洗涤CoCO3沉淀3次，干燥；最后加热400℃焙烧3h，得产品氧化钴．

    解答 解：工业级Co加入稀硝酸和磷酸钴，得到滤渣A含有CoSO4、Fe（OH）3、Si，滤液B含有Co2+，加入草酸铵生成CoC2O4，经洗涤、干燥、灼烧得到氧化钴，
    （1）硅和硝酸不反应，滤渣A含有CoSO4、Fe（OH）3、Si，
    故答案为：Si；
    （2）铁离子以水解，加入Co3（PO4）2可调节溶液pH，保证Co2+不沉淀，而使铁离子全部沉淀，
    故答案为：调节溶液pH，保证Co2+不沉淀，而使铁离子全部沉淀；
    （3）Co和硝酸发生氧化还原反应，反应的离子方程式为3Co+8H++2NO3-═3Co2++4H2O+2NO↑，
    故答案为：3Co+8H++2NO3-═3Co2++4H2O+2NO↑；
    （4）A为CoC2O4，n（CoC2O4）=$\frac{14.7g}{147g/mol}$=0.1mol，m（Co）=0.1mol×59g/mol=5.9g，C点氧化物的质量为8.03g，则n（O）=$\frac{8.03g-5.9g}{16g/mol}$=1.33，则化学式为Co3O4，
    故答案为：Co3O4；
    （5）由表中数据可知，应先加入氢氧化钠除去Fe3+、Al3+，可调节pH5.0～7.2之间，然后过滤，在滤液中加入一定浓度的碳铵溶液，控制pH至7.0左右，使Co2+沉淀完全，过滤，将蒸馏水加热至70℃以上，洗涤CoCO3沉淀3次，干燥；最后加热400℃焙烧3h，得产品氧化钴，
    故答案为：①pH（5.0，7.2）；Fe3+、Al3+；③控制pH至7.0左右，使Co2+沉淀完全，过滤．

    点评 本题考查了物质提纯和分离的工业制备流程分析判断，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，把握实验过程的分析应用，主要是物质性质的理解应用，题目难度较大．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    7．现有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的前四周期元素，A元素原子序数与周期序数相同；B、C同周期左右紧邻且二者能形成多种常见有害于大气的气态化合物；D是所在周期的原子序数最大的金属元素；E处于第四周期且其基态原子价层电子排布式为md2mnsn-2．请回答下列问题（用元素符号或化学式作答）：
    （1）BA3分子的空间构型为三角锥形，B、C元素的第一电离能大小关系为N＞O（或O＜N）．
    （2）与D元素同族的短周期元素M与B元素形成的某种化合物是具有特殊功能的陶瓷，其晶胞结构如图1，则每个晶胞中含M原子的个数为2，该功能陶瓷的化学式为BN．
    （3）A、C两元素形成原子个数比1：1的化合物在酸性条件下能将E2+氧化，写出其离子方程式2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
    （4）写出以金属D、E为两电极、NaOH溶液为电解质溶液组成原电池的负极反应式Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O．
    （5）已知在微生物作用的条件下，BA4+经过两步反应被氧化成BC3-．两步反应的能量变化如图2．

    试写出1molBA4+（aq）全部氧化成BC3-（aq）的热化学方程式NH4+（aq）+2O2（g）=NO3-（aq）+2H+（aq）+H2O（l）△H=-346 kJ/mol．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    10．为测定某有机物A的结构，设计了如下实验：①将4.6g该有机物完全燃烧，生成了0.2mol CO2和5.4g H2O；②用质谱仪实验得质谱图；③用核磁共振仪处理该化合物得核磁共振氢谱图，图中三个峰的面积比为1：2：3．试回答下列问题：（C-12，H-1，O-16）

    （1）有机物A的相对分子质量为46．
    （2）有机物A的实验式为C2H6O．
    （3）A的分子式为C2H6O，结构简式为CH3CH2OH．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．铝土矿的主要成分是Al2O3，含有杂质SiO2、Fe2O3、MgO．工业上从铝土矿中提取铝可采用如图所示工艺流程：

    请回答下列问题：
    （1）图中涉及分离溶液与沉淀的实验方法是过滤（填操作名称）．需要用到的玻璃 仪器烧杯、玻璃棒、漏斗
    （2）沉淀B的成分是SiO2（填化学式，下同），沉淀C的成分是Mg（OH）2、Fe（OH）3；
    （3）写出生成溶液D的离子方程式Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；
    （4）沉淀F转化为物质M的化学方程式为2Al（OH）3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2O3+3H2O；溶液D中通入过量CO 2生成沉淀F的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    14．用菱锰矿（主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2）制备MnSO4•H2O的工艺流程如下：
    Ⅰ．向菱锰矿中加入过量稀H2SO4，过滤；
    Ⅱ．向滤液中加入过量MnO2，过滤；
    Ⅲ．调节滤液pH=a，过滤；
    Ⅳ．浓缩、结晶、分离、干燥得到产品；
    Ⅴ．检验产品纯度．
    （1）步骤Ⅰ中，滤渣的主要成分是SiO2．
    （2）将MnO2氧化Fe2+的离子方程式补充完整：
    1MnO2+2Fe2++4H+=1  Mn2++2Fe3++2H2O
    （3）与选用Cl2作为氧化剂相比，MnO2的优势主要在于：原料来源广、成本低、可避免环境污染、不会引入Cl-，使制得的MnSO4?H2O产品更纯净．
    （4）已知：
    生成氢氧化物沉淀的pH
    Al（OH）3Fe（OH）2Fe（OH）3Mn（OH）2
    开始沉淀时3.46.31.57.6
    完全沉淀时4.78.32.810.2
    注：金属离子的起始浓度为0.1mol/L
    步骤Ⅲ中a的取值范围是4.7≤a＜7.6．
    （5）步骤Ⅴ，通过测定产品中锰元素的质量分数来判断产品纯度．
    已知一定条件下，MnO4-与Mn2+反应生成MnO2．取x g产品配成溶液，用0.1mol/L KMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液y mL，产品中锰元素的质量分数为$\frac{1.5y×1{0}^{-4}×55}{x}$．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    4．MnO2和锌是制造锌锰电池的主要原料，一种新工艺采用软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Al2O3和SiO2杂质）和闪锌矿（主要成分为ZnS，含少量FeS、CuS、CdS杂质）为原料生产MnO2和锌，其简化工艺流程如下（中间产物的固体部分已经略去）：

    已知：
    ①浸取时发生的主要反应为：MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S↓+2H2O，杂质FeS、CuS、CdS也会发生类似反应．
    ②某些金属离子完全沉淀的pH如下表：
    Zn2+Mn2+Fe2+Fe3+Al3+
    pH8.010.19.03.24.7
    请回答下列问题：
    （1）步骤Ⅰ中浸取时Al2O3与稀硫酸反应的化学方程式为Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O．
    （2）步骤Ⅱ中还原回收得到的金属单质是Cu、Cd．
    （3）步骤Ⅲ中MnO2的作用是将Fe2+氧化成Fe3+，适宜选作物质W的试剂为BD（选填编号）．
    A．NaOH    B．ZnO    C．NH3•H2O    D．MnCO3
    （4）酸性锌锰干电池放电时，负极的电极反应式为Zn-2e-═Zn2+．
    （5）MnSO4可用于制备MnCO3，MnCO3在空气中加热反应也可制得MnO2．
    已知25℃，101kPa时：
    Mn（s）+O2（g）=MnO2（s）△H1=-520kJ•mol-1
    C（s）+O2（g）=CO2（g）△H2=-393.5kJ•mol-1
    2Mn（s）+2C（s）+3O2（g）=2MnCO3（s）△H3=-894kJ•mol-1
    MnCO3在空气中加热反应生成MnO2的热化学方程式为2MnCO3（s）+O2（g）═2MnO2（s）+2CO2（g）△H=-933kJ•mol-1．
    （6）按照图示流程，若某次生产过程中使用了100t闪锌矿，其中ZnS含量为80%，浸取时ZnS的损失率为3%，最终得到87t MnO2．假设流程中每个步骤都反应完全，电解（使用惰性电极）时无其他产物生成，则流程中除杂质所引入的锌元素的质量为13t．

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    11．化合物A、B是中学常见的物质，其阴、阳离子只能从表中选择：
    阳离子K+、Na+、Fe2+、Ba2+、NH${\;}_{4}^{+}$、Ca2+
    阴离子OH-、NO${\;}_{3}^{-}$、I-、HCO${\;}_{3}^{-}$、AlO${\;}_{2}^{-}$、HSO${\;}_{4}^{-}$
    （1）若A、B的水溶液均为无色，且A的水溶液呈强酸性，B的水溶液呈强碱性．混合后产生不溶于稀盐酸的白色沉淀及能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体．
    ①B的化学式为Ba（OH）2．
    ②A、B溶液混合加热反应的离子方程式H++SO42-+NH4++Ba2++2OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$BaSO4↓+NH3↑+2H2O．
    （2）若A的水溶液呈浅绿色，B的水溶液无色且其焰色反应为黄色．向A的水溶液中加入稀盐酸无明显现象，再加入B后溶液变黄，但A、B的水溶液混合亦无明显变化．则
    ①A的化学式为FeI2．
    ②经分析上述过程中溶液变黄的原因可能有两种（用离子方程式表示）
    Ⅰ8H++2NO3-+6I-=2NO↑+3I2+4H2O；Ⅱ8H++2NO3-+6I-=2NO↑+3I2+4H2O和4H++NO3-+3Fe2+=NO↑+3Fe3++2H2O．
    ③请用一简易方法证明上述溶液变黄的原因取少量变黄溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若变红则Ⅱ合理（其他合理亦可）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    8．一种微生物燃料电池如下图所示，下列关于该电池的说法正确的是（　　）
    A．a电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O═6CO2↑+28H+
    B．电子流向为a→负载→b→质子交换膜→a
    C．H+由右室通过质子交换膜进入左室
    D．当有1mol电子转移时，正极产生2.24L气体

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    9．A、B、C、D、E五种元素中只有E为金属元素，五种元素的原子序数按B、D、C、A、E的顺序依次增大，D、C元素在周期表中位置相邻，在一定条件下，B的单质可以分别和A、C、D的单质化合生成甲、乙、丙化合物，C的单质和D的单质化合可得丁，戊、己、庚均为化合物．已知乙、丙每个分子中均含有10个电子，如图1为相互转化关系：

    请回答下列问题：
    （1）如图2是周期表的一部分，请将A、C、E用元素符号填在相应的位置上．
    （2）写出实验室制取A的单质的离子反应方程式2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2OH-．
    （3）戊的分子式为HClO．B与D形成的原子个数比为2：1的化合物中，D原子最外层为8电子结构，请写出该化合物的电子式．
    （4）A的单质与丙常温下发生反应生成甲与D的单质，该反应的化学方程式3Cl2+2NH3=6HCl+N2．
    （5）8g E的单质在A的单质中充分燃烧放出热量Q kJ，写出该反应的热化学方程式2Fe（s）+3Cl2（g）=FeCl3（s）△H=-14QkJ•mol-1（热量是常温下测定的）．
    （6）实验室配制庚溶液的实验方法是向盐酸中加入适量的FeCl2晶体，搅拌溶解，然后加水稀释，并加入少许铁粉．

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