【題目】草酸鈷用途廣泛,可用于指示劑和催化劑制備。一種利用水鈷礦[主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取CoC2O4·2H2O工藝流程如下:

已知:浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+Mn2+、Ca2+Mg2+、Al3+等;

部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表:

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Co(OH)2

Al(OH)3

Mn(OH)2

完全沉淀的pH

3.7

9.6

9.2

5.2

9.8

1)浸出過程中加入Na2SO3的目的是將_____________還原(填離子符號(hào))以便固體溶解。該步反應(yīng)的離子方程式為 (寫一個(gè))。

2NaClO3的作用是將浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,氯元素被還原為最低價(jià)。該反應(yīng)的離子方程式為 。

3)利用平衡移動(dòng)原理分析:加Na2CO3能使浸出液中Fe3+Al3+轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀的原因是 。

4)萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖所示。濾液中加入萃取劑的作用是 ;使用萃取劑適宜的pH=____(填序號(hào))左右:

A2.0 B3.0 C4.0

5)濾液Ⅰ“除鈣、鎂是將溶液中Ca2+Mg2+轉(zhuǎn)化為MgF2CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)7.35×10-11、Ksp(CaF2)1.05×10-10。當(dāng)加入過量NaF后,所得濾液c(Mg2+)/c(Ca2+)

【答案】1)(4分)Fe3+、Co3+2分)

SO32-+2Fe3++H2OSO42-+ 2Fe2++2H+SO32-+2 Co3++H2OSO42-+ 2Co2++2H+2分)

2)(3分)ClO3-+6Fe2+ +6H+6Fe3++Cl- +3H2O

3)(3分)因Fe3+Al3+(用M3+代替)在水溶液中存在平衡M3++H2OM(OH)3+3H+1分),加入碳酸鈉后CO32-H+結(jié)合生成難電離的HCO3-1分),使水解平衡右移而產(chǎn)生沉淀(1分)[:CO32-可發(fā)生水解CO32-+H2OHCO3-+OH-,而因Fe3+Al3+也發(fā)生水解:M3++H2O(OH)3+3H+,從而形成雙水解使平衡右移,金屬離子生成沉淀。其它正確敘述相應(yīng)給分]

4)(2分)除去Mn2+1分) B1分)[pH=3時(shí),Co2+溶解最少,其它離子溶解較多]

5)(2分)0.7[Ksp(MgF2)÷Ksp(CaF2)7.35×10-11÷1.05×10-10=0.7]

【解析】試題分析:含鈷廢料中加入鹽酸和亞硫酸鈉,可得CoCl2、AlCl3FeCl2、MgCl2、CaCl2、MnCl2,加入NaClO3,可得到FeCl3,然后加入Na2CO3調(diào)pH5.2,可得到FeOH3、AlOH3沉淀,過濾后所得濾液主要含有CoCl2、MgCl2CaCl2、MnCl2,向溶液中加入NaF溶液,除去鈣鎂離子,然后過濾得到的濾液中II中加入萃取劑,萃取后溶液加入草酸銨,得到草酸鈷。

1)亞硫酸鈉具有還原性,能還原氧化性離子Fe3+、Co3+,所以浸出過程中加入Na2SO3的目的是將Fe3+Co3+還原,反應(yīng)的離子方程式為SO32-+2Fe3++H2OSO42-+ 2Fe2++2H+SO32-+2 Co3++H2O

SO42-+ 2Co2++2H+;

2NaClO3具有氧化性,能將浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,自身被還原生成氯離子,同時(shí)生成水,離子反應(yīng)方程式為ClO3-+6Fe2+ +6H+6Fe3++Cl- +3H2O;

3Fe3+Al3+水解導(dǎo)致溶液呈酸性,水解方程式為R3++3H2OROH3+3H+,碳酸根離子和氫離子反應(yīng),從而促進(jìn)水解平衡向右移動(dòng),產(chǎn)生氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀;

4)根據(jù)流程圖可知,此時(shí)溶液中存在Mn2+、Co2+金屬離子;由萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系可知,調(diào)節(jié)溶液PH3.03.5之間,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+轉(zhuǎn)化為CoOH2沉淀;

5)當(dāng)加入過量NaF后,所得濾液中c(Mg2+) / c(Ca2+) = 0.7。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量相等的兩份氣體樣品,一份是CO,另一份是CO2,這兩份氣體樣品中,COCO2所含氧原子的原子個(gè)數(shù)之比是 ( )

A. 12 B. 14 C. 1114 D. 1l28

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【題目】下列關(guān)于物質(zhì)的用途,與鹽類水解有關(guān)的是(

A. 硫酸鋇可做白色顏料 B. FeCl3用于印刷線路板

C. 熱的純堿溶液用于清洗油污 D. 氯化鈉是氯堿工業(yè)的重要原料

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【題目】下列說法不正確的是

A. 在25℃時(shí),將amol·L-1的氨水與0.01 mol·L-1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)完全時(shí)溶液中c(NH4+)=c(Cl-),用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離常數(shù):Kb=

B. 在一定條件下,將X和Y兩種物質(zhì)按不同的比例放入密閉容器中反應(yīng)生成Z,平衡后測(cè)得XY的轉(zhuǎn)化率與起始時(shí)兩物質(zhì)的物質(zhì)的量之比n(X)/n(Y)的關(guān)系如圖所示,則xY的反應(yīng)方程式可表示為:X + 3Y nZ

C. 某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn),則Y中反應(yīng)的離子方程式為:3CaCO3+2Fe3++3H2O= 2Fe(OH)3+3CO2↑+3Ca2+

D. 將10mL 1 molL-1Na2CO3溶液逐滴滴加到10mL 1mol·L-1鹽酸中,滴加結(jié)束后生成的溶液中有:c(Na+)>c(Cl-)>c(CO32-)>c(HCO3-)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】水合肼(N2H4·H2O)是無色、有強(qiáng)還原性的液體,實(shí)驗(yàn)室制備水合肼的原理為:

CO(NH2)2+2NaOH+NaClO==Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl

據(jù)此,某學(xué)生設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn).

【制備NaClO溶液】實(shí)驗(yàn)裝置如下圖左圖所示(部分夾持裝置已省略)

已知:3NaClO2NaCl+NaClO3

(1)配制30 %NaOH溶液時(shí),所需玻璃儀器除量筒外還有__________(填字母)。

A.容量瓶 B.燒杯 C.移液管 D.玻璃棒

(2)裝置I中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式是_______________;Ⅱ中玻璃管a的作用為____________;為了提高NaClO的產(chǎn)率,需對(duì)I中產(chǎn)生的Cl2進(jìn)行凈化,所用試劑是________________;Ⅱ中用冰水浴控制溫度在30℃以下,其主要目的___________________

【制取水合肼】實(shí)驗(yàn)裝置如上圖右圖所示

(3)反應(yīng)過程中,如果分液漏斗中溶液的滴速過快, 部分N2 H4·H2O參與A中反應(yīng)并產(chǎn)生大量氮?dú),產(chǎn)品產(chǎn)率因此降低,請(qǐng)寫出降低產(chǎn)率的相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式____________________;充分反應(yīng)后,加熱蒸餾A內(nèi)的溶液即可得到水合肼的粗產(chǎn)品,B裝置的名稱是______________

【測(cè)定肼的含量】

(4)稱取餾分0.3000 g,加水配成20.0 mL溶液,一定條件下用0.1500 mol.L-1 的I2溶液滴定。

已知: N2H4·H2O + 2I2 = N2↑+ 4HI + H2O。

①滴定時(shí),可以選用的指示劑為____________;

②實(shí)驗(yàn)測(cè)得消耗I2溶液的平均值為20. 00 mL,餾分中N2H4·H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】制造氯乙烷的最好方法是

A. 乙烷氯代 B. 乙烯和氯氣加成

C. 乙烯和氯化氫加成 D. 乙烯加氫后再氯代

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】POCl3常用作半導(dǎo)體摻雜劑及光導(dǎo)纖維原料,實(shí)驗(yàn)室制備POCl3并測(cè)定產(chǎn)品含量的實(shí)驗(yàn)過程如下:

實(shí)驗(yàn)室制備POCl3

采用氧氣氧化液態(tài)PCl3法制取POCl3,實(shí)驗(yàn)裝置(加熱及夾持儀器略)如下:

(1)B中所盛的試劑是______,干燥管的作用是________。

(2)裝置C中生成POCl3的化學(xué)方程式為______________。

(3)裝置B的作用除干燥O2外,還有______、_______

(4)反應(yīng)溫度要控制在60~65℃,原因是________________。

測(cè)定POCl3產(chǎn)品的含量:

實(shí)驗(yàn)步驟:

①制備POCl3實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,待三頸瓶中液體冷卻至室溫,準(zhǔn)確稱取16.73gPOC13產(chǎn)品,置于盛有60.00mL蒸餾水的水解瓶中搖動(dòng)至完全水解,將水解液配成100.00mL溶液。

②取10.00mL溶液于錐形瓶中,加入10.00mL3.2mol/LAgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液。

③加入少許硝基苯(硝基苯無色、難溶于水、密度比水大)。

④以Fe2(SO4)3溶液為指示劑,用0 .2mol/LKSCN溶液滴定過量的AgNO3溶液,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)共用去10.00mL KSCN溶液。

(5)步驟③中加入硝基苯的作用是__________。

(6)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為__________

(7)產(chǎn)品中POCl3的百分含量為__________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列反應(yīng)既是氧化還原反應(yīng)又是離子反應(yīng)的是

A. CO還原氧化鐵來煉鐵 B. 用鋅和稀鹽酸反應(yīng)制氫氣

C. 用稀硫酸除鐵銹 D. CO2通入澄清石灰水變渾濁

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知N2+3H2 2NH3為放熱反應(yīng),對(duì)該反應(yīng)的下列說法中正確的是 ( )

A. N2的能量一定高于NH3

B. H2的能量一定高于NH3

C. 1 mol N2和3 mol H2的總能量一定高于2 mol NH3的總能量

D. 因該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故不必加熱就可發(fā)生

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