沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀的pH | 2.3 | 7.5 | 7.6 | 3.4 |
完全沉淀的pH | 4.1 | 9.7 | 9.2 | 5.2 |
分析 (1)按如图所示装置组装好仪器,应首先检验装置的气密性,加热甲中玻璃管,当乙装置中不再有气泡产生,即碱式碳酸钴分解完毕,步骤中缓缓通入空气数分钟,将装置中生成的CO2和H2O全部排入乙、丙装置中,以免影响测量结果;
(2)空气中的水蒸气和二氧化碳被乙丙装置吸收产生误差,在活塞a前,加装装置干燥管,装置中盛放的碱石灰用来吸收空气中的水蒸气和二氧化碳;
(3)碱式碳酸钴样品3.65g,故生成水的质量为0.36g,物质的量为 $\frac{0.36g}{18g/mol}$=0.02mol,生成二氧化碳的质量为0.88g,物质的量为 $\frac{0.88g}{44g/mol}$=0.02mol,故氧化钴的质量为3.65g-0.36g-0.88g=2.41g,物质的量为 $\frac{2.41g}{75g/mol}$=0.03mol,根据Co、H、C元素守恒计算xyz的比值得到化学式;
(4)含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2•6H2O,加入过量盐酸酸浸加热,加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,加入碳酸钙调节溶液PH使铁离子、铝离子全部沉淀,过滤得到滤液中加入盐酸防止氯化钴水解,通过蒸发浓缩,冷却结晶过滤洗涤干燥等操作得到CoCl2•6H2O;
①三价铁离子易转化为沉淀,所以要把二价铁离子氧化为三价铁离子;
②调节溶液的pH值,使溶液中铁离子和铝离子生成沉淀,而钴离子存在溶液中,从而将铁离子、铝离子和钴离子分开;
③加盐酸调整pH为2~3的目的是抑制氯化钴的水解.
解答 解:(1)按如图所示装置组装好仪器,应首先检验装置的气密性,加热甲中玻璃管,当乙装置中不再有气泡产生,即碱式碳酸钴分解完毕,步骤中缓缓通入空气数分钟,将装置中生成的CO2和H2O全部排入乙、丙装置中,以免影响测量结果,
故答案为:检查装置气密性;不再有气泡产生时将装置中;生成的CO2和H2O(g)全部排入乙、丙装置;
(2)空气中的水蒸气和二氧化碳被乙丙装置吸收产生误差,在活塞a前,加装装置干燥管,装置中盛放的碱石灰用来吸收空气中的水蒸气和二氧化碳;
故答案为:未考虑空气中的水蒸气和二氧化碳对实验的影响;
(3)碱式碳酸钴样品3.65g,故生成水的质量为0.36g,物质的量为 $\frac{0.36g}{18g/mol}$=0.02mol,生成二氧化碳的质量为0.88g,物质的量为 $\frac{0.88g}{44g/mol}$=0.02mol,故氧化钴的质量为3.65g-0.36g-0.88g=2.41g,物质的量为 $\frac{2.41g}{75g/mol}$=0.03mol,根据Co、H、C元素守恒可知,x:y:z=0.03mol:0.02mol×2:0.02mol=3:4:2,故碱式碳酸钴的化学式为Co3(OH)4(CO3)2,
故答案为:Co3(OH)4(CO3)2;
(4)①三价铁离子易转化为沉淀,所以要加入氧化剂过氧化氢把二价铁离子氧化为三价铁离子,而不会引入新的杂质,反应的离子方程式为;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
②废料加入盐酸后生成氯化物,然后加入双氧水,二价铁离子被双氧水氧化生成三价铁离子,根据沉淀的pH值表格知,当溶液的pH值为5.2时,铁离子和铝离子被完全沉淀,当溶液的pH值为7.6时,钴离子才开始产生沉淀,所以要想将铁离子、铝离子和钴离子分离,溶液的pH值应该不小于5.2不大于7.6,则操作I获得的滤渣成分为Fe(OH)3和Al(OH)3;
故答案为:Fe(OH)3和Al(OH)3;
③加盐酸调整pH为2~3的目的为抑制CoCl2的水解,
故答案为:抑制CoCl2的水解.
点评 本题考查学生对实验原理理解、方案设计的评价、实验装置的理解、物质组成的测定等,难度中等,理解实验原理是解题的关键,是对知识的综合运用,需要学生具有扎实的基础与综合运用分析解决问题的能力.
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
物理量 实验序号 | 0.1mol?L-1Fe2(SO4)3 的体积/mL | 30% H2O2 的体积/mL | H2O 的体积/mL |
1 | 0.5 | 15 | 24.5mL |
2 | 0.5 | 30 | 9.5 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 四种元素的最简单气态氢化物中W的沸点最高 | |
B. | W、X、Y、Z的简单阴离子都会促进水的电离 | |
C. | 原子的半径:Y>Z>W>X | |
D. | YX2、YX3通入BaCl2溶液中均有白色沉淀生成 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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