【題目】鈷被譽為戰(zhàn)略物資,有出色的性能和廣泛的應用。以水鈷礦(主要成分為Co2O3、CoO、CuO、Fe2O3、CaO、MgO、NiOSiO2等)為原料制備CoCl2·6H2O的工藝流程如圖所示:

回答下列問題:

(1)“酸浸

①鈷的浸出率隨酸浸時間、溫度的變化關系如下圖所示。綜合考慮成本,應選擇的最佳工藝條件為_________________;濾渣A的主要成分為__________

②寫出Co2O3與濃硫酸反應生成CoSO4的化學方程式___________________________。

(2)“凈化除雜過程包括除鐵、除鈣鎂、除銅等步驟。

①除鐵:加入適量Na2SO4固體,析出淡黃色晶體黃鈉鐵礬Na2Fe6(SO4)4(OH)12,寫出反應的離子方程式____________________________________。

②除銅:加入適量Na2S2O3,發(fā)生反應2CuSO4+2Na2S2O3+2H2O=Cu2S↓+S↓+2Na2SO4+2H2SO4,Na2S2O3中硫元素的化合價是___________,上述反應每消耗15.8 g Na2S2O3,反應中轉(zhuǎn)移電子___________mol。

(3)“萃取和反萃取

水相C”中的溶質(zhì)主要是Na2SO4________(寫化學式)。

②實驗室稱取100g原料(含鈷11.80%),反萃取時得到濃度為0.036mol·L1CoCl2溶液5L,忽略損耗,鈷的產(chǎn)率=____________(產(chǎn)率=)。

【答案】12h,90SiO2(二氧化硅)2Co2O3+4H2SO4()4CoSO4+4H2O+O2↑2Na++6Fe3++4SO42+12H2ONa2Fe6(SO4)4(OH)12↓+12H++20.4NiSO490%

【解析】

(1)①結(jié)合題給圖像和鈷的浸出率來看,綜合考慮成本,應選擇的最佳工藝條件為12h,90℃;水鈷礦主要成分中除SiO2在酸浸過程中不能溶解,所以濾渣A的主要成分為SiO2(二氧化硅);

Co2O3與濃硫酸反應生成CoSO4,可知Co2O3作氧化劑,而硫酸中的H、S都處于最高價,故Co2O3只能氧化硫酸中的氧元素生成O2,根據(jù)電子守恒可以寫出該反應的化學方程式為2Co2O3+4H2SO4()4CoSO4+4H2O+O2

因此,本題中確答案為:12h,90;SiO2(二氧化硅);2Co2O3+4H2SO4()4CoSO4+4H2O+O2;

(2)①加入適量Na2SO4固體,析出淡黃色晶體黃鈉鐵礬Na2Fe6(SO4)4(OH)12,根據(jù)原子守恒可寫出反應的離子方程式為2Na++6Fe3++4SO42+12H2ONa2Fe6(SO4)4(OH)12↓+12H+;

②加入適量Na2S2O3,發(fā)生反應2CuSO4+2Na2S2O3+2H2O=Cu2S↓+S↓+2Na2SO4+2H2SO4,Na2S2O3中硫元素的化合價是+2,化合價降低的是銅從+2價降到-1價,Na2S2O3中有一部分S化合價從+2價降到-2價或0,有一部分從+2價升高到+6生成H2SO4),每消耗2molNa2S2O3,反應中轉(zhuǎn)移電子(6-2)2mol=8mol,則每消耗15.8 g Na2S2O3,反應中轉(zhuǎn)移電子×8=0.4mol,

因此,本題中確答案為:2Na++6Fe3++4SO42+12H2ONa2Fe6(SO4)4(OH)12↓+12H+ ;+2;0.4;

(3)①縱覽整個流程可知,經(jīng)過了酸浸以后,過濾,得到的濾液經(jīng)歷了除鐵、除鈣和鎂、除銅以后,在經(jīng)過萃取操作,水相C”中的主要溶質(zhì)只剩下Na2SO4NiSO4

②實驗室稱取100g原料(含鈷11.80%),反萃取時得到濃度為0.036mol·L1CoCl2溶液5L,忽略損耗,則鈷的產(chǎn)率=×100%=90%。

因此,本題中確答案為:NiSO4 ;90%。

練習冊系列答案
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A.AlB.Mg(OH)2C.AlCl3D.SiO2

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選項

實驗現(xiàn)象預期

結(jié)論

A

鐵絲

HCl酸化的H2O2

Ⅲ中收集到無色氣體

鐵絲催化H2O2分解

B

生鐵

NaCl溶液

導管處發(fā)生倒吸

生鐵發(fā)生吸氧腐蝕

C

木條

濃硫酸

木條變黑

濃硫酸有強氧化性

D

銅絲

濃硝酸

Ⅲ中收集到紅棕色氣體

硝酸有強氧化性

A. A B. B C. C D. D

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【題目】一定條件下,向2L恒容密閉容器中充入1molCOCl2(g)發(fā)生反應:COCl2(g)Cl2(g)+CO(g),反應過程中測得的有關數(shù)據(jù)如下表:

t/s

0

2

4

6

8

N(Cl2)/mol

0

0.30

0.39

0.40

0.40

下列說法不正確的是

A. 使用催化劑能夠改變反應速率

B. 達到6s時,反應停止,不再進行

C. 在8s時,反應容器中各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化

D. 生成Cl2的平均反應速率,0~2s內(nèi)平均速率比2~4s大

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物質(zhì)

性質(zhì)

甘氨酸(NH2CH2COOH)

易溶于水,微溶于乙醇,兩性化合物

檸檬酸

易溶于水和乙醇,有強酸性和還原性

甘氨酸亞鐵

易溶于水,難溶于乙醇

實驗過程:

Ⅰ.配制含0.10mol FeSO4的綠礬溶液。

Ⅱ.制備FeCO3 :將配制好的綠礬溶液與200mL 1.1mol·L1NH4HCO3溶液混合,反應結(jié)束后過濾并洗滌沉淀。

Ⅲ.制備(NH2CH2COO)2Fe :實驗裝置如下圖(夾持和加熱儀器已省略),將實驗Ⅱ得到的沉淀和含0.20 mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中,然后利用A中的反應將C中空氣排凈,接著滴入檸檬酸溶液并加熱。反應結(jié)束后過濾,濾液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品;卮鹣铝袉栴}:

(1)儀器E的名稱是_______________

(2)實驗I中:實驗室配制綠礬溶液,將鐵粉與稀硫酸混合時需要過量的試劑是______。

(3)實驗II中:制備FeCO3時應向_______溶液中緩慢加入________溶液,并邊加邊攪拌,若顛倒試劑滴加順序可能產(chǎn)生的后果是__________________

(4)確認C中空氣排盡的實驗現(xiàn)象是______________。

(5)加入檸檬酸溶液一方面可調(diào)節(jié)溶液的pH促進FeCO3溶解,另一個作用是___________。

(6)洗滌實驗Ⅲ中得到的沉淀,所選用的最佳洗滌試劑是_______________(填序號)。

A.熱水 B.乙醇溶液 C.檸檬酸溶液

(7)若產(chǎn)品的質(zhì)量為17.34g,則產(chǎn)率為________%。

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開啟啤酒瓶后,瓶中馬上泛起大量泡沫

A. ③④ B. ①② C. ①⑤ D. ①②⑤

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