【題目】CoCl2·6H2O是一種飼料營養(yǎng)強(qiáng)化劑。工業(yè)上利用水鈷礦[主要成分為Co2O3Co(OH)3,還含少量Fe2O3、Al2O3MnO]制取CoCl2·6H2O的工藝流程如下

已知:① 浸出液中含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+Mn2+、Al3+;

CoCl2·6H2O熔點(diǎn)為86℃,加熱至110120℃時(shí),失去結(jié)晶水生成無水氯化鈷。

部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表:金屬離子濃度為:0.01 mol/L

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Co(OH)2

Al(OH)3

Mn(OH)2

開始沉淀

2.7

7.6

7.6

4.0

7.7

完全沉淀

3.7

9.6

9.2

5.2

9.8

(1)水鈷礦進(jìn)行預(yù)處理時(shí)加入Na2SO3,其主要作用是(用化學(xué)方程式說明)

(2)寫出NaClO3在浸出液中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式 ;若不慎向“浸出液”中加了過量的NaClO3,可能會(huì)生成有毒氣體,寫出生成該有毒氣體的離子方程式 。

(3)“系列操作”中包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作依次是 、 和過濾。

(4)浸出液加Na2CO3調(diào)pH5.2 時(shí),所得濾液中金屬離子有 ;萃取液中含有的主要金屬陽離子是 。

(5)為尋找合適的萃取劑,發(fā)現(xiàn)某種萃取劑對(duì)部分離子的萃取率與溶液pH 的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)寫出有關(guān)萃取規(guī)律,并說明本流程是否能用該萃取劑進(jìn)行萃取。

【答案】(1)2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+

(2)6Fe2++ClO3+6H+=6Fe3++Cl+3H2O ClO3+5Cl+6H+=3Cl2+3H2O

(3)蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶

(4)Mn2+、Co2+、Na+ Mn2+

(5)同種離子的萃取率隨pH值增大而增加;當(dāng)pH值達(dá)5.2時(shí),Mn2+、Co2+的萃取率均接近100%,因此不能將其分離開來(或相同pH時(shí),不同離子萃取率順序?yàn)?/span> Fe3+ 、Cu2+ 、Mn2+、Co2+、Ni2+,或當(dāng)pH達(dá)到5及5以上時(shí),各離子的萃取率均已接近100%)

【解析】

試題分析 (1)根據(jù)首尾分析法可知,預(yù)處理時(shí)使用還原劑Na2SO3的目的是將Co3+還原為Co2+,由電子、電荷、原子守恒原理配平可得:2 Co3+ + SO32- + H2O = 2 Co2+ + SO42- + 2 H+;(2)根據(jù)已知信息,浸出液中加入氧化劑NaClO3的目的是將浸出步驟形成的Fe2+氧化為Fe3+,由電子、電荷、原子守恒原理配平可得:6 Fe2+ + ClO3 + 6 H+ = 6 Fe3+ + Cl + 3 H2O;過量的NaClO3可以Cl氧化為氯氣,由電子、電荷、原子守恒原理配平可得:ClO3 + 5Cl + 6H+ = 3Cl2 + 3 H2O;(3)根據(jù)已知信息和結(jié)晶水化合物的制備方法,從萃取余液到CoCl2·6H2O粗產(chǎn)品,需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌和干燥等系列操作;(4)由已知信息可知,浸出液加Na2CO3調(diào)pH5.2 時(shí),Fe3+Al3+已經(jīng)完全沉淀,Co2+Mn2+還未開始沉淀,因此所得濾液中金屬離子有Mn2+、Co2+、Na+;加入萃取劑的目的是除去Mn2+,使其進(jìn)入萃取液,同時(shí)使Co2+進(jìn)入萃取余液;(5)讀圖可知,同種離子的萃取率隨pH值增大而增加;當(dāng)pH值達(dá)5.2時(shí),Mn2+、Co2+的萃取率均接近100%,因此不能將其分離開來(或相同pH時(shí),不同離子萃取率順序?yàn)?/span> Fe3+ 、Cu2+ 、Mn2+、Co2+、Ni2+,或當(dāng)pH達(dá)到5及5以上時(shí),各離子的萃取率均已接近100%)。

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】下列各組數(shù)據(jù)中,前者剛好是后者兩倍的是

A.2mol水和1mol水的摩爾質(zhì)量

B.1mol·L-1CaCl2溶液與2mol·L-1KCl溶液中Cl-的物質(zhì)的量

C.50Ml.1mol·L-1MgCl2溶液與100Ml.1mol·L-1NaCl溶液中Cl-物質(zhì)的量濃度

D.20%NaOH溶液與10%NaOH溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列各物質(zhì)中,不能夠按照(“→”表示一步完成)關(guān)系相互轉(zhuǎn)化的有(

物質(zhì)

編號(hào)

a

b

c

1

Al2O3

NaAlO2

Al(OH)3

2

FeO

Fe(NO3)2

Fe(OH)2

3

MgCl2

Mg(OH)2

MgO

4

CuO

CuSO4

Cu(OH)2

5

Si

SiO2

H2SiO3

6

C

CO

CO2

A1項(xiàng) B2項(xiàng) C3項(xiàng) D4項(xiàng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】

13.6gH2O物質(zhì)的量為______mol,約含有_________個(gè)原子。

2已知1.204×1023個(gè)X氣體的質(zhì)量是6.4g。則X氣體的摩爾質(zhì)量是______。

32molNH3與_________L標(biāo)準(zhǔn)狀況CH4所含原子數(shù)目相同。

4同溫同壓下,同體積的甲烷CH4和CO2分子數(shù)之比為________,物質(zhì)的量之比_______,原子總數(shù)之比_________,質(zhì)量之比為________,密度之比_________。

5VLAl2SO4溶液中含Al3+amol,溶液的物質(zhì)的量濃度為__________,取出V/2L再加入水稀釋到4VL。則稀釋后溶液中SO42-的物質(zhì)的量濃度是__________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>無法實(shí)現(xiàn)的是

A.用激光筆光束鑒別氯化鐵溶液和氫氧化鐵膠體

B用KSCN溶液鑒別Fe3+和Fe2+

C.用NaOH溶液和紅色石蕊試紙鑒別溶液是否含NH4+

D.在氫氧化鈉溶液中滴入氯化鐵飽和溶液可以制得氫氧化鐵膠體

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】為研究銅與濃硫酸的反應(yīng),某化學(xué)興趣小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)I:反應(yīng)產(chǎn)物的定性探究——按如圖裝置固定裝置已略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

(1)F裝置的燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 ;

(2)實(shí)驗(yàn)過程中,能證明濃硫酸中硫元素的氧化性強(qiáng)于氫元素的現(xiàn)象是 ;

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),撤去所有酒精燈之前必須完成的實(shí)驗(yàn)操作是

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,證明A裝置試管中反應(yīng)所得產(chǎn)物是否含有銅離子的操作方法是

實(shí)驗(yàn)II:反應(yīng)產(chǎn)物的定量探究

(5)在銅與濃硫酸反應(yīng)的過程中,發(fā)現(xiàn)有黑色物質(zhì)出現(xiàn),且黑色物質(zhì)為Cu2S。產(chǎn)生Cu2S的反應(yīng)為aCu+bH2SO4cCu2S+dCuSO4+eH2O。則ab= 。

(6)為進(jìn)一步探究該黑色物質(zhì)的成分,經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)獲得下列資料。

資料1:

硫酸/mol·L-1

黑色物質(zhì)出現(xiàn)的溫度/℃

黑色物質(zhì)消失的溫度/℃

14

Cu 片表面無明顯現(xiàn)象

15

約150

約236

16

約140

約250

18

約120

不消失

資料2:X-射線晶體分析表明,銅與濃硫酸反應(yīng)生成的黑色物質(zhì)為Cu2S、CuS、Cu7S4中的一種或幾種。僅由上述資料可得出的如下結(jié)論中正確 。

A.銅與濃硫酸反應(yīng)時(shí)所涉及的反應(yīng)可能不止一個(gè)

B.硫酸濃度選擇適當(dāng),可避免最后產(chǎn)物中出現(xiàn)黑色物質(zhì)

C.該反應(yīng)發(fā)生的條件之一是硫酸濃度 15 mol/L

D.硫酸濃度越大,黑色物質(zhì)越快出現(xiàn)、越難消失

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的說法正確的是

A.78g Na2O2晶體中所含陰、陽離子個(gè)數(shù)共為4NA

B.HBr的電子式為

C.3.4g氨氣中含有0.6NA個(gè)N——H鍵

D.PCl3和H2O分子中所有原子的最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】牛通過吃草,從草中獲得化合物和元素,那么,牛和草的化學(xué)元素的種類以及相同化學(xué)元素的含量上分別是( )

A. 種類差異很大,含量上大體相同

B. 種類和含量差異都很大

C. 種類和含量都是大體相同

D. 種類大體相同,含量差異很大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1.52 g銅鎂合金完全溶解于50 mL密度為1.40 g·mL-1、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的濃硝酸中,得到NO2和N2O4的混合氣體 1120 mL標(biāo)準(zhǔn)狀況,向反應(yīng)后的溶液中加入1.0 mol·L-1NaOH溶液,當(dāng)金屬離子全部沉淀時(shí),得到2.54 g沉淀。下列說法不正確的是

A.該合金中銅與鎂的物質(zhì)的量之比是12

B.該濃硝酸中HNO3的物質(zhì)的量濃度是14.0 mol·L-1

C.NO2和N2O4的混合氣體中,NO2的體積分?jǐn)?shù)是80%

D.得到2.54 g沉淀時(shí),加入NaOH溶液的體積是640 mL

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