【題目】三氧化二鈷主要用作顏料、釉料及磁性材料,利用銅鈷礦石制備Co2O3的工藝流程如圖所示。
已知:銅鈷礦石主要含有CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3和SiO2,其中還含有一定量的Fe2O3、MgO和CaO等。請回答下列問題:
(1)“浸泡”過程中可以加快反應速率和提高原料利用率的方法是_______(寫出2種即可)。
(2)“浸泡”過程中,加入Na2SO3溶液的主要作用是____________。
(3)向“沉銅”后的濾液中加入NaClO3溶液,寫出濾液中的金屬離子與NaClO3反應的離子方程式________________。
(4)溫度、pH對銅、鈷浸出率的影響如圖1、圖2所示:
①“浸泡”銅鈷礦石的適宜條件為__________________。
②圖2中pH增大時銅、鈷浸出率下降的原因可能是___________。
(5)CoC2O4·2H2O在空氣中高溫煅燒得到Co2O3的化學方程式是________。
(6)一定溫度下,向濾液A中加入足量的NaF溶液可將Ca2+、Mg2+沉淀而除去,若所得濾液B中c(Mg2+)=1.0×10-5 mol/L,則濾液B中c(Ca2+)為______。[已知該溫度下Ksp(CaF2)=3.4×10-11,Ksp(MgF2)=7.1×10-11]
【答案】升溫、粉碎礦石、適當增加稀硫酸的濃度(任意兩種) 將Co3+、Fe3+還原為Co2+、Fe2+ ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O 溫度為65~75℃、pH為0.5~1.5 pH升高后溶液中c(H+)下降,溶解CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3的能力降低 4CoC2O4·2H2O+3O22Co2O3+8CO2+8H2O 4.8×10-6 mol/L
【解析】
含鈷廢料中加入過量稀硫酸和Na2SO3,可得Co2+、Cu2+、Fe2+、Mg2+、Ca2+,加入的Na2SO3主要是將Co3+、Fe3+還原為Co2+、Fe2+,沉銅后加入NaClO3將Fe2+氧化為Fe3+,加入Na2CO3調pH,可以使Fe3+沉淀,過濾后所得濾液主要含有Co2+、Mg2+、Ca2+,再用NaF溶液除去鈣、鎂,過濾后,向濾液中加入濃Na2CO3溶液轉為CoCO3固體,最后進入草酸銨溶液得到草酸鈷,煅燒后制得Co2O3。
(1)“浸泡”過程中可以加快反應速率和提高原料利用率的方法是如升高溫度、粉碎礦石、適當增加稀硫酸的濃度等(任意兩種);
(2)Co2O3與硫酸反應產(chǎn)生Co2(SO4)3,雜質Fe2O3與硫酸反應產(chǎn)生Fe2(SO4)3,Co3+、Fe3+都具有氧化性,而Na2SO3具有還原性,所以在“浸泡”過程中,加入Na2SO3溶液的主要作用是將溶液中的將Co3+、Fe3+還原為Co2+、Fe2+;
(3)“沉銅”后的濾液中含有Fe2+,向其中加入NaClO3溶液,NaClO3會將Fe2+氧化為Fe3+,則根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒,可知濾液中的Fe2+與NaClO3反應的離子方程式為:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;
(4)①根據(jù)圖1可知,溫度在65℃~75℃時,鈷、銅的浸出率最高,且之后銅的浸出率變化不大,鈷的浸出率有下降趨勢。在圖2中pH:0.5~1.5銅、鈷的浸出率最高,pH>1.5,銅、鈷的浸出率開始下降。故 “浸泡”銅鈷礦石的適宜條件為溫度:65℃~75℃、pH:0.5~1.5;
②圖2是pH變化對銅、鈷浸出率的影響,浸出過程中是利用H+和CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3中的OH-和CO32-反應,使得Co3+和Co2+溶解在溶液中,所以pH升高后溶液中c(H+)濃度下降,使得溶解CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3的能力下降;
(5)由題中可知CoC2O42H2O在空氣中高溫煅燒得到Co2O3,CoC2O4中Co的化合價為+2價,生成Co2O3(Co的化合價為+3價),化合價升高,說明空氣中的O2作為氧化劑參與了反應,而C2O42-具有一定還原性也被O2氧化成CO2,故產(chǎn)物分別為Co2O3和CO2,根據(jù)元素守恒,可推測出產(chǎn)物中還有H2O生成。在根據(jù)電子守恒和原子守恒法,最終可得知反應方程式為4CoC2O4·2H2O+3O22Co2O3+8CO2+8H2O;
(6) Ksp(CaF2)=c(Ca2+)·c2(F-)=3.4×10-11,Ksp(MgF2)=c(Mg2+)·c2(F-)=7.1×10-11,所以=0.48,所以c(Ca2+)=0.48×1×10-5 mol/L=4.8×10-6 mol/L。
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【題目】通常把原子總數(shù)和價電子總數(shù)相同的分子或離子稱為等電子體.人們發(fā)現(xiàn)等電子體的空間結構相同,則下列有關說法中正確的是( )
A.B3N3H6分子中存在雙鍵,可發(fā)生加成反應
B.B3N3H6和苯是等電子體,B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重疊的軌道
C.NH3和PCl3是等電子體,均為三角錐形結構
D.BF3和CO是等電子體,均為平面正三角形結構
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【題目】將一定量的H2、CO和CO2的混合氣體通入盛有足量Na2O2粉末(Na2O2體積忽略不計)的密閉容器中,用電火花引燃直至反應完全。恢復到原溫度,容器內(nèi)的壓強為原來的1/4,則原混合氣體的平均相對分子質量可能是
A.20B.23C.30D.36
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【題目】硫化氫的轉化是資源利用和環(huán)境保護的重要研究課題。將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl2、CuCl2的混合溶液中反應回收S,其物質轉化如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.在圖示的轉化中,Fe3+和CuS是中間產(chǎn)物
B.在圖示的轉化中,化合價不變的元素只有銅
C.圖示轉化的總反應是2H2S+O22S+2H2O
D.當有1molH2S轉化為硫單質時,需要消耗O2的物質的量為0.5mol
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【題目】某同學探究溶液的酸堿性對FeCl3水解平衡的影響,實驗方案如下:配制50 mL 0.001 mol/L FeCl3溶液、50mL對照組溶液x,向兩種溶液中分別滴加1滴1 mol/L HCl溶液、1滴1 mol/L NaOH 溶液,測得溶液pH隨時間變化的曲線如下圖所示。
下列說法不正確的是
A.依據(jù)M點對應的pH,說明Fe3+發(fā)生了水解反應
B.對照組溶液x的組成可能是0.003 mol/L KCl
C.依據(jù)曲線c和d說明Fe3+水解平衡發(fā)生了移動
D.通過儀器檢測體系渾濁度的變化,可表征水解平衡移動的方向
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【題目】(1)分子式為C8H10的芳香烴同分異構體的結構簡式有_____種。
(2)苯環(huán)上的一個氫原子被氯原子取代后生成的同分異構體數(shù)目最少的是_____(填結構簡式,下同),該一氯代物的結構簡式是_____
(3)_____的一氯代物種類最多。
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【題目】化學與生產(chǎn)、生活、社會密切相關,下列說法不正確的是
A.中國天眼FAST用到的碳化硅是一種新型無機非金屬材料
B.氯水放置數(shù)天后,漂白性和酸性均減弱
C.由石油的裂解可以得到乙烯、丙烯等主要化工基本原料
D.某雨水樣品采集后放置一段時間,pH由4.68變?yōu)?/span>4.28,是因水中生成了硫酸
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【題目】汽車尾氣中含有CO、NO、NO2、碳氫化合物等多種污染物;卮鹣铝袉栴}:
(1)汽車燃料中不含氮元素,尾氣中所含NO產(chǎn)生的原因是_________________________(用化學方程式表示)。
(2)已知:2C4H10(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(g) △H1=-5316 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H2
2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H3=-746 kJ·mol-1
①若H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ·mol-1,則表示正丁烷燃燒熱的熱化學方程式為__________________。
②部分化學鍵鍵能數(shù)據(jù)為:氧分子中氧氧鍵的鍵能為494 kJ·mol-1;C=O的鍵能為799 kJ·mol-1;CO分子中碳氧鍵的鍵能為1076 kJ·mol-1;請計算出反應2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的△H=______________kJ·mol-1,由此可以計算△H2=__________kJ·mol-1
(3)1573K時,N2+O22NO平衡常數(shù)為2.0×10-6,若測得內(nèi)燃機內(nèi)平衡混合氣中氮氣、氧氣的物質的量分別為0.2mol、0.001mol,則生成NO的物質的量為_____________mol,N2的轉化率為____________。
(4)T<500K時,反應NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)分兩步進行:
第一步:NO2(g)+NO2(g)=NO3(g)+NO(g) (慢反應)
第二步:NO3(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) (快反應)
下列表述正確的是__________(填標號)
A.反應速率與NO2濃度有關 B.反應速率與NO濃度有關
C.反應的中間產(chǎn)物只有NO3 D.第一步反應活化能較低
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【題目】電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖如圖,其中電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為石墨電極。下列相關敘述正確的是
A.b電極為陽極
B.電子由b電極經(jīng)過溶液流入a電極形成回路
C.b電極上發(fā)生失去電子的反應
D.尿素在a電極發(fā)生氧化反應
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