(16分)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浸出液含有阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分阳离子沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01mol/L)
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
开始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 7.6 | 4.0 | 7.7 |
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
③CoCl2·6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶水生成CoCl2。
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式____________________。
(2)写出加适量NaClO3发生反应的主要离子方程式_________________________________。
(3)“加Na2CO3调pH至a”,过滤所得到的沉淀为 。
(4)“操作1”中包含3个基本实验操作,依次是_______,_________和过滤。
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如下图。向“滤液”中加入萃取剂的目的是 ;其使用的最佳pH范围是___________(填选项序号)。
A.2.0~2.5 B.3.0~3.5
C.4.0~4.5 D.5.0~5.5
(6)为测定粗产品中CoCl2·6H2O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)。
(7)已知某锂离子电池正极是LiCoO2,含Li+导电固体为电解质。充电时,Li+还原为Li,并以原子形式嵌入电池负极材料碳-6(C6)中(如下图所示)。若该电池的总反应为LiCoO2+C6 CoO2+LiC6,则电池放电时的正极反应式为: 。
(1)Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O;(2)ClO3-++6Fe2++6H+= Cl-++6Fe3++3H2O;(3)Fe(OH)3、Al(OH)3;(4)蒸发浓缩、冷却结晶;(5)除去溶液中的Mn2+;B;(6)粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水;(7)CoO2+Li++e-=LiCoO2。
【解析】
试题解析:(1)向水钴矿加入盐酸和亚硫酸钠,浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等,所以Co2O3和亚硫酸钠在酸性条件下发生氧化还原,反应为:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O;(2)NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,离子方程式为:ClO3-++6Fe2++6H+= Cl-++6Fe3++3H2O;(3)加Na2CO3调pH至5.2,铝离子、铁离子均与碳酸根离子发生双水解反应,生成Fe(OH)3、Al(OH)3;(4)从溶液中制取结晶水合物的操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤;(5)根据流程图可知,此时溶液中存在Mn2+、Co2+金属离子,由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知调节溶液PH在3.0~3.5之间,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀;(6)根据CoCl2?6H2O的组成分析,造成产品中CoCl2?6H2O的质量分数大于100%的原因可能是:1、含有杂质,导致氯离子含量大,2、结晶水化物失去部分水,导致相同质量的固体中氯离子含量变大;(7)放电时,电池的正极发生得电子的还原反应:CoO2+Li++e-=LiCoO2。
考点:制备实验方案的设计;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;化学电源新型电池
科目:高中化学 来源:2015届福建省高二上学期半期联考化学试卷(解析版) 题型:选择题
如下图所示,下列叙述正确的是
A.片刻后CuSO4溶液中的c(SO42—)增大
B.X为正极,发生氧化反应
C.Y与滤纸接触处变红
D.电流沿CuXYZn路径流动
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科目:高中化学 来源:2015届福建省高三上学期半期联考化学试卷(解析版) 题型:选择题
化学与社会、生产、生活紧切相关。下列说法正确的是
A.为了增加食物的营养成分,可以大量使用食品添加剂
B.高纯硅及其氧化物在太阳能电池及信息高速传输中有重要应用
C.石英只能用于生产光导纤维
D.从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现
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科目:高中化学 来源:2015届福建省高一上学期半期联考化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法正确的是
A.32 g O2所含的原子数目为NA
B.1 mol氢约含有6.02×1023个微粒
C.标准状况下,2NA 个H2O的体积约为44.8 L
D.标准状况下,22.4 L CH4和H2的混合气体中含有NA个分子
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科目:高中化学 来源:2015届福建省高一上学期半期联考化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列变化属于化学变化的是
A.从CuSO4溶液中提取单质铜 B.浓盐酸的挥发
C.从浓食盐水中得到氯化钠晶体 D.用CCl4萃取溴水中的溴
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科目:高中化学 来源:2015届甘肃省高三9月月考化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列说法中正确的是( )
① 钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2O2 ② 常温下铝制容器可储运浓硫酸或浓硝酸③ 盐酸既有氧化性又有还原性④ Fe(OH)3、FeCl2、H2SiO3都不能直接用化合反应制备⑤ SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以它具有漂白性
A.②③ B.①②③ C.①②③④ D.①②③⑤
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科目:高中化学 来源:2015届甘肃省高三9月月考化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列事实中,能说明氯的非金属性比硫强的是( )
①HClO的氧化性比H2SO4的氧化性强 ②常温下氯气是气态而硫是固态
③盐酸酸性比氢硫酸强 ④HCl比H2S稳定 ⑤H2S能被Cl2氧化成硫
⑥SCl2分子中氯显-1价 ⑦氯气与氢气化合比硫与氢气化合要容易进行
⑧Cl2与Fe反应生成FeCl3,S与Fe反应生成FeS
A.①②③④⑤⑥⑦⑧ B.①④⑤⑥⑦
C.④⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑦⑧
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科目:高中化学 来源:2015届甘肃省高三第一次联考化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列溶液中的Cl-浓度与50 mL 1 mol·L-1 MgCl2溶液中的Cl-浓度相等的是( )
A.150 mL 1 mol·L-1 NaCl溶液 B.75 mL 2 mol·L-1 CaCl2溶液
C.150 mL 2 mol·L-1 KCl溶液 D.75 mL 1 mol·L-1 AlCl3溶液
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