精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
12.用含钴废料(主要成分为Co,含有一定量的Ni、Al2O3、Fe、SiO2等)制备草酸钴晶体(CoC2O4•2H2O)的工业流程如图.己知:①草酸钴晶体难溶于水②RH为有机物(难电离)

(1)滤渣I的主要成分是SiO2(填化学式),写出一种能提高酸浸速率的措施提高硫酸的浓度、提高反应的温度、搅拌.
(2)操作①用到的主要仪器有分液漏斗、烧杯.
(3)H2O2是一种绿色氧化剂,写出加入H2O2后发生反应的离子方程式2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O.
(4)加入氧化钴的目的是调节溶液的pH.
(5)草酸钴晶体分解后可以得到多种钴的氧化物(其中Co的化合价为+2、+3),取一定量钴的氧化物,用280mL 5mol/L盐酸恰好完全溶解,并得到CoCl2溶液和2.24L(标准状况)黄绿色气体,由此可确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比为6:7.
(6)实验室可以用酸性KMnO4标准液滴定草酸根离子(C2O42-),测定溶液中C2O42-的浓度,写出此反应的离子方程式2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++l0CO2↑+8H2O;KMnO4 标准溶液常用硫酸酸化,若用盐酸酸化,会使测定结果偏高(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).

分析 用含钴废料(主要成分为Co,含有一定量的Ni、Al2O3、Fe、SiO2等)制备草酸钴晶体(CoC2O4•2H2O):粉碎后用硫酸溶解,SiO2不与硫酸反应,过滤得到滤液中含有CoSO4、NiSO4、FeSO4、Al2(SO43及过量的硫酸,滤渣Ⅰ为SiO2,滤液中加入过氧化氢和CoO,将Fe2+氧化为Fe3+,同时调节pH,使铁离子、铝离子转化为沉淀除去,所以滤渣Ⅱ为氢氧化铁、氢氧化铝,向滤液中加入RH,Ni 2+,溶于有机层,为分液,向水层加入(NH42C2O4,得到草酸钴晶体,据此分析解答(1)~(4);
(5)根据原子守恒和化合价代数和为0计算;
(6)高锰酸钾会氧化盐酸中的氯离子,消耗高锰酸钾偏多,测定结果偏高.

解答 解:(1)用含钴废料,粉碎后用硫酸溶解,SiO2不与硫酸反应,滤渣Ⅰ为SiO2,提高硫酸的浓度、提高反应的温度、搅拌能提高酸浸速率;
故答案为:SiO2;提高硫酸的浓度、提高反应的温度、搅拌;
(2)通过操作①得到水层和有机层,则操作①为分液,分液需要的仪器有:分液漏斗、烧杯;
故答案为:分液漏斗、烧杯;
(3)H2O2氧化亚铁离子生成铁离子,离子方程式为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
故答案为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
(4)加入氧化钴的目的是调节溶液的pH,使铁离子铝离子沉淀;
故答案为:调节溶液pH;
(5)取一定量钴的氧化物,用280mL 5mol/L盐酸恰好完全溶解,则n(Cl)=0.28L×5mol/L=1.4mol,有得到CoCl2溶液和2.24L(标准状况)黄绿色气体,n(Cl2)=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol,故n(CoCl2)=0.6mol,则n(Co原子)=0.6mol,
由电子守恒:Cl2~2e-~2Co3+,则n(Co3+)=2n(Cl2)=0.2mol,
所以固体中的n(Co2+)=0.6mol-0.2mol=0.4mol,
根据化合价为0,氧化物中n(O)=(0.2mol×3+0.4mol×2)÷2=0.7mol,
故该钴氧化物中n(Co):n(O)=0.6mol:0.7mol=6:7;
故答案为:6:7;
(6)用酸性KMnO4标准液滴定草酸根离子(C2O42-),发生氧化还原反应,离子方程式为:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++l0CO2↑+8H2O,KMnO4 标准溶液常用硫酸酸化,若用盐酸酸化,高锰酸钾会氧化盐酸中的氯离子,消耗高锰酸钾偏多,测定结果偏高;
故答案为:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++l0CO2↑+8H2O;偏高.

点评 本题物质制备的工艺流程,理解工艺流程图、明确实验操作与设计及相关物质的性质是解答本题的关键,试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.下列各组物质中,按单质、化合物、混合物的顺序排列正确的是(  )
A.稀有气体、尿素、冰水混合物B.乙醇、浓硫酸、胆矾
C.金刚石、铁矿石、大理石D.水银、水蒸气、生铁

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.以铬酸钾为原料,电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如图:下列说法不正确的是(  )
A.在阴极式,发生的电极反应为:2H2O+2e-═2OH-+H2
B.在阳极室,通电后溶液逐渐由黄色变为橙色,是因为阳极区H+浓度增大,使平衡2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O向右移动
C.该制备过程总反应的化学方程式为:4K2CrO4+4H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2
D.铬原子的价电子排布式为3d44S2

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.在某恒温密闭容器中,投入一定量的A发生可逆反应:A(s)?B(g)+C(g),△H=-Q kJ/mol(Q>O).一段时间后反应达到平衡,然后缩小容器体积,重新达到平衡.下列分析不正确的是(  )
A.两次平衡时,C(g)的浓度相等
B.平衡时,单位时间内n(B)生成:n(C)消耗=1:1
C.若再向平衡体系中加入少量A,平衡不移动
D.若开始时向容器中加入1 mol B和1 mol C,则达到平衡时吸收QkJ热量

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.现有常温下的六份溶液:
①0.01mol/L CH3COOH溶液                       ②pH=12的氨水
③0.01mol/L HCl溶液                                   ④pH=12的NaOH溶液
⑤0.01mol/L HCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液
⑥0.01mol/L CH3COOH溶液与pH=12的氨水等体积混合后所得溶液
(1)其中水的电离程度最大的是⑤(填序号,下同),水的电离程度相同的是②③④;
(2)若将②③混合后所得溶液pH=7,则消耗溶液的体积:②>③(填“>”“<”或“=”);
(3)将溶液②和④同等稀释10倍后,溶液的pH:②>④(填“>”“<”或“=”);
(4)将①④混合,若有c(CH3COO-)>c(H+),则混合溶液一定呈D(填选项字母).
A.酸性        B.碱性   C.中性      D.无法判断.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.氨是一种重要的化工原料,也是重要的工业产品,在工农业生产和国防等领域发挥着重要作用.
(1)液氨储氢是目前研究的重要课题,液氨的电离和水的电离相似,液氨中的氨也能发生电离::NH3+NH3?NH4++NH2-,其离子积常数为1.0×10-30.现将2.3克金属钠投入1.0L液氨中,待反应结束后,假设溶液体积不变,所得溶液中NH4+离子浓度为1.0×l0-29mol/L.
(2)用Pt电极对液氨进行电解可产生H2和N2,则阳极的电极反应式是8NH3-6e-=N2↑+6NH4+或6NH2--6e-=N2↑+4NH3
(3)以H2为原料制取氨气进而合成CO(NH22的反应如下:
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1
2NH3(g)+CO2(g)═NH2CO2NH4(s)△H=-159.47kJ•mol-1
NH2CO2NH4(s)═CO(NH22(s)+H2O(l)△H=+72.49kJ•mol-1
则N2(g)、H2(g)与CO2(g)反应生成CO(NH22(s)和H2O(l)的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)+CO2(g)═CO(NH22(s)+H2O(l)△H=-179.38kJ•mol-1
(4)将一定量的N2和H2充入1L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下反应并达到平衡,测得N2为0.10mol,H2为0.30mol,NH3为0.10mol,则H2的平衡转化率为33.3%;在该温度下的平衡常数K=3.70.
(5)如图是某压强下,N2与H2按体积比1:3投料时,反应混合物中氨的体积分数随温度的变化曲线.其中一条是经过一定时间反应后的曲线,另一条是平衡时的曲线.则图中b点,v(正)>v(逆).(填“>”、“=”或“<”)

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图所示:
(1)由图中的数据分析,该反应的化学方程式为3X+Y?2Z.
(2)反应开始至2min、5minZ的平均反应速率为0.05mol/(L•min)、0.04 mol/(L•min).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:
①取少量样品加入足量稀盐酸,固体全部溶解;再加入过量烧碱溶液,有白色沉淀产生;
②取少量样品加入足量水,固体全部溶解;再加入稀硫酸,有白色沉淀产生.
该白色粉末可能为(  )
A.BaCl2、Al(NO33B.BaCO3、MgCl2C.MgSO4、AlCl3D.Ba(NO32、Mg(NO32

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.NaOH固体溶于水,放出大量的热量是因为(  )
A.发生水合过程,并且放出热量
B.发生扩散过程,并且放出热量
C.水合过程放出的热量大于扩散过程吸收的热量
D.扩散过程放出的热量大于水合过程吸收的热量

查看答案和解析>>

同步练习册答案