【題目】用金屬鈷板(含少量Fe、Ni)制備應(yīng)用廣泛的氯化鈷的工藝流程如下:
注:鈷與鹽酸反應(yīng)極慢,需加入催化劑硝酸才可能進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)。
有關(guān)鈷、鎳和鐵化合物的性質(zhì)見(jiàn)下表:
化學(xué)式 | 沉淀完全時(shí)的pH | 鈷鎳性質(zhì) |
Co(OH)2 | 9.4 | Co+2HCl=CoCl2+H2↑ Co2++2NH3·H2O=Co(OH)2↓+2NH4+ Co2++2H2OCo(OH)2+2H+ Ni+2HCl=NiCl2+H2↑ Ni2++6NH3·H2O=[Ni(NH3)6]2++6H2O |
Fe(OH)2 | 9.6 | |
Fe (OH)3 | 3.7 |
(1)“除鎳”步驟中,NH3·H2O用量對(duì)反應(yīng)收率的影響見(jiàn)表中數(shù)據(jù):從表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)PH調(diào)節(jié)至x=_______時(shí),除鎳效果最好。
加NH3·H2O調(diào)pH | 收率/% | Ni2+含量/% |
9 | 98.1 | 0.08 |
9.5 | 98 | 0.05 |
10 | 97.6 | 0.005 |
10.3 | 94 | 0.005 |
(2)“除鎳”步驟必須控制在一定的時(shí)間內(nèi)完成,否則沉淀中將有部分Co(OH)2轉(zhuǎn)化為Co(OH)3,此反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。
(3)“除鐵”步驟中加入雙氧水發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________________。
(4)“除鐵”步驟中加入的純堿作用是_______________________________。
(5)在“調(diào)pH”步驟中,加鹽酸的作用是______________________________。
(6)已知25℃時(shí),Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,則該溫度下反應(yīng)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+的平衡常數(shù)為_____________________。
【答案】 10 4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3 (沒(méi)有配平扣1分) 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (沒(méi)有配平扣1分) 使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去(或2Fe3++3CO32-+6H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑) 防止Co2+水解 2.5×10-5 (mol·L-1)2(沒(méi)有單位不扣分)
【解析】用金屬鈷板(含少量Fe、Ni)制備應(yīng)用廣泛的氯化鈷的工藝流程為:鈷板在稀硝酸作催化劑條件下反應(yīng)生成氯化鎳、氯化鈷和氯化鐵、氯化亞鐵等,調(diào)節(jié)溶液的pH除去鎳,然后加入雙氧水將亞鐵離子氧化成鐵離子,然后加入純堿將鐵離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵除去,最后經(jīng)過(guò)一系列操作得到氯化鈷晶體。
(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)知道,當(dāng)pH等于10的時(shí),收率最高,鎳離子的含量最小,除鎳效果最好,故答案為:10;
(2)鈷離子易從正二價(jià)容易被氧氣氧化到正三價(jià),發(fā)生的化學(xué)方程式為:4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3,故答案為:4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3;
(3)雙氧水具有氧化性,可以將亞鐵離子氧化為正三價(jià),發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(4)加入碳酸鈉可以和酸發(fā)生反應(yīng),在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下,可以讓鐵離子形成沉淀而除去,所以加入的純堿作用是起到調(diào)節(jié)溶液的pH的作用,故答案為:使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而除去(或2Fe3++3CO32-+6H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑);
(5)鈷離子是弱堿陽(yáng)離子,能發(fā)生水解,顯示酸性,加入鹽酸可以防止Co2+水解,故答案為:防止Co2+水解;
(6)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=4.0×10-38,c(H+)=,反應(yīng)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+的平衡常數(shù)K=====2.5×10-5,故答案為:2.5×10-5。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】(題文)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為A12O3,還有少量的Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))提取氧化鋁作冶煉鋁的原料,提取的操作過(guò)程如下:
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. 濾渣A主要成分為SiO2
B. 濾液乙含有的陰離子主要為[Al(OH)4]-、Cl-、OH-
C. 濾液丙中溶質(zhì)的主要成分為Na2CO3
D. ④的基本反應(yīng)類(lèi)型為分解反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】按要求對(duì)下圖中兩極進(jìn)行必要的連接并填空:
(1)在A圖中,使銅片上冒氣泡。請(qǐng)加以必要聯(lián)接,則聯(lián)接后的裝置叫。電極反應(yīng)式:鋅電極:;銅電極:。
(2)在B圖中(a,b都為惰性電極),使a極析出銅,則b析出:。加以必要的聯(lián)接后,該裝置叫。電極反應(yīng)式: b極: 。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,停止反應(yīng)并攪均溶液,溶液的pH值(升高、降低、不變)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在電解煉鋁過(guò)程中加入冰晶石(用“A”代替),可起到降低Al2O3熔點(diǎn)的作用。冰晶石的生產(chǎn)原理為2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3=2A+3CO2↑+9H2O。根據(jù)題意完成下列填空:
(1)冰晶石的化學(xué)式為____________, 含有離子鍵、____________等化學(xué)鍵。
(2)生成物中含有10個(gè)電子的分子是________(寫(xiě)分子式),該分子的空間構(gòu)型_______,中心原子的雜化方式為___________________。
(3)反應(yīng)物中電負(fù)性最大的元素為________(填元素符號(hào)),寫(xiě)出其原子最外層的電子排布圖:_______________。
(4)冰晶石由兩種微粒構(gòu)成,冰晶石的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,●位于大立方體的頂點(diǎn)和面心,○位于大立方體的12條棱的中點(diǎn)和8個(gè)小立方體的體心,那么大立方體的體心處所代表的微粒是__________(填微粒符號(hào))。
(5)Al單質(zhì)的晶體中原子的堆積方式如圖乙所示,其晶胞特征如圖丙所示,原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如圖丁所示:
若已知Al的原子半徑為d,NA代表阿伏加德羅常數(shù),Al的相對(duì)原子質(zhì)量為M,則一個(gè)晶胞中Al原子的數(shù)目為___________個(gè); Al晶體的密度為________(用字母表示)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】海水是巨大的資源寶庫(kù),從海水中提取食鹽和溴的過(guò)程如下:
(1)步驟Ⅰ中已獲得Br2,步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br-,其目的為 ___________ .
(2)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可達(dá),有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_________________;
(3)從理論上考慮,下列物質(zhì)也能吸收Br2的是____________.
A. H2O B. Na2CO3 C. Na2SO3 D. FeCl3
(4)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法,查閱了有關(guān)資料,的沸點(diǎn)為,微溶于水,有毒性和強(qiáng)腐蝕性。步驟Ⅲ的操作中對(duì)盛有工業(yè)溴的蒸餾燒瓶采取的加熱方式是__________ ,溴蒸汽冷凝后得到液溴和溴水的混合物,可利用它們的相對(duì)密度相差較大的特點(diǎn)進(jìn)行分離,所用的分離儀器名稱是__________ .
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】為探究金屬的腐蝕情況,某同學(xué)將鋅片和銅片置于浸有飽和食鹽水和酚酞的濾紙上,并構(gòu)成如圖所示的裝置。下列判斷合理的是( )
A.左邊銅片上有氣泡冒出
B.右邊鋅片上的反應(yīng)為2Cl-- 2e-=Cl2↑
C.最先觀察到紅色的區(qū)域是②
D.兩銅片質(zhì)量均不發(fā)生變化
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】中學(xué)常見(jiàn)的短周期主族元素R、X、Y、Z、M的原子序數(shù)依次增大,它們占據(jù)三個(gè)周期。Y和M位于同主族,Y原子最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的3倍。這五種元素組成一種離子化合物Q,取一定量Q溶于蒸餾水得到溶液,向溶液中滴加稀氫氧化鈉溶液,產(chǎn)生的沉定與氫氧化鈉溶液體積的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是
A. 氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn):Y>X
B. R與除Z以外的其他3種元素均能形成共價(jià)化合物
C. 簡(jiǎn)單離子的半徑:M>Y>Z
D. Y與其他4種元素均可形成至少兩種二元化合物
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列變化中釋放能量的是( )
A. 1s22s22p63s1→1s22s22p6
B. N≡N(g)→N(g)+N(g)
C. 2p2p2p→2p2p2p
D. 2H(g)→H-H(g)
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