12.CoCl2•6H2O是一種飼料營養(yǎng)強(qiáng)化劑.一種利用水鈷礦(主要成分為Co2O3、Co(OH)3,還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2•6H2O的工藝流程如下:

已知:①浸出液含有陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分陽離子沉淀時溶液的pH見下表:(金屬離子濃度為:0.01mol/L)
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2
開始沉淀2.77.67.64.07.7
完全沉淀3.79.69.25.29.8
③CoCl2•6H2O熔點為86℃,加熱至110~120℃時,失去結(jié)晶水生成CoCl2
(1)寫出浸出過程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O.
(2)寫出加適量NaClO3發(fā)生反應(yīng)的主要離子方程式ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O.
(3)“加Na2CO3調(diào)pH至a”,過濾所得到的沉淀為Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)“操作1”中包含3個基本實驗操作,依次是蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶和過濾.
(5)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖1.向“濾液”中加入萃取劑的目的是除去溶液中的Mn2+;其使用的最佳pH范圍是B(填選項序號).
A.2.0~2.5      B.3.0~3.5      C.4.0~4.5      D.5.0~5.5
(6)為測定粗產(chǎn)品中CoCl2•6H2O含量,稱取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水,加入足量AgNO3溶液,過濾、洗滌,將沉淀烘干后稱其質(zhì)量.通過計算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl2•6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%,其原因可能是粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結(jié)晶水(答一條即可).
(7)已知某鋰離子電池正極是LiCoO2,含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì).充電時,Li+還原為Li,并以原子形式嵌
入電池負(fù)極材料碳-6(C6)中(如圖2所示).若該電池的總反應(yīng)為LiCoO2+C6$?_{放點}^{充電}$CoO2+LiC6,則電池放
電時的正極反應(yīng)式為:CoO2+Li++e-=LiCoO2

分析 含鈷廢料中加入鹽酸,加入鹽酸和亞硫酸鈉,可得CoCl2、AlCl3、FeCl2,加入NaClO3,可得到FeCl3,然后加入Na2CO3調(diào)pH至5.2,可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,過濾后所得濾液主要含有CoCl2,為得到CoCl2•6H2O晶體,應(yīng)控制溫度在86℃以下,加熱時要防止溫度過高而失去結(jié)晶水,可減壓烘干,
(1)根據(jù)流程圖結(jié)合信息浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等進(jìn)行解答;
(2)NaClO3的作用是將Fe2+氧化成Fe3+
(3)根據(jù)鋁離子、鐵離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成沉淀和二氧化碳進(jìn)行解答;
(4)根據(jù)從溶液中制取固體的方法制取氯化鈷固體,從而確定操作步驟;
(5)由表中數(shù)據(jù)可知,調(diào)節(jié)溶液PH在3.0~3.5之間,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+轉(zhuǎn)化為Co(OH)2沉淀;
(6)根據(jù)CoCl2•6H2O的組成分析,可能是含有雜質(zhì),也可能是失去部分水;
(7)放電時,該裝置為原電池,正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng).

解答 解:(1)向水鈷礦[主要成分為Co2O3、Co(OH)3,還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等],加入鹽酸和亞硫酸鈉,浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等,所以Co2O3和亞硫酸鈉在酸性條件下發(fā)生氧化還原,根據(jù)電荷守恒和得失電子守恒,反應(yīng)的離子方程式為:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O,
故答案為:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O;
(2)NaClO3的作用是將Fe2+氧化成Fe3+,其反應(yīng)的離子方程式為:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O,故答案為:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;
(3)NaClO3的作用是將Fe2+氧化成Fe3+,加Na2CO3調(diào)pH至a,鋁離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳,水解的離子方程式為:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;鐵離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鐵和二氧化碳,水解的離子方程式為:2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑,所以沉淀成分為:Fe(OH)3、Al(OH)3,
故答案為:Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)利用從溶液中制取固體的方法制取氯化鈷固體,其操作步驟為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過濾,故答案為:蒸發(fā)濃縮;冷卻結(jié)晶;
(5)根據(jù)流程圖可知,此時溶液中存在Mn2+、Co2+金屬離子;
由萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系可知,調(diào)節(jié)溶液PH在3.0~3.5之間,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+轉(zhuǎn)化為Co(OH)2沉淀,
故答案為:除去溶液中的Mn2+;B;
(6)根據(jù)CoCl2•6H2O的組成分析,造成產(chǎn)品中CoCl2•6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%的原因可能是:含有雜質(zhì),導(dǎo)致氯離子含量大或結(jié)晶水化物失去部分水,導(dǎo)致相同質(zhì)量的固體中氯離子含量變大,
故答案為:粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結(jié)晶水;
(7)放電時,該裝置為原電池,正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為CoO2+Li++e-=LiCoO2,故答案為:CoO2+Li++e-=LiCoO2

點評 本題通過制取CoCl2•6H2O的工藝流程,考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計,題目難度中等,理解工藝流程圖、明確實驗操作與設(shè)計及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵,試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力.

練習(xí)冊系列答案
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(2)儀器c的名稱為干燥管,固體也可用P2O5或硅膠代替.
(3)當(dāng)試管e中充滿黃綠色氣體時,觀察到品紅試紙顏色沒有(填“有”或“沒有”)變化,將注射器中的水注入e中,觀察到品紅試紙顏色有(填“有”或“沒有”)變化,由觀察的現(xiàn)象得出該實驗的結(jié)論為干燥的氯氣不能使品紅試紙褪色,氯氣溶于水后,和水反應(yīng)能生成HClO具有強(qiáng)氧化性,能使品紅試紙褪色
(4)注射器在實驗中除了可向試管e中加水,還有反應(yīng)結(jié)束后,可向上拉針?biāo),從試管中抽出氯氣,起到儲存尾氣的作用,防止尾氣的污染的作用?/div>

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7.過氧化鈉可作為氧氣的來源.常溫常壓下二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)后,若固體質(zhì)量增加了14g,反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)物理量正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù)) ( 。
二氧化碳碳酸鈉轉(zhuǎn)移的電子
A0.5molNA
B53g0.5mol
C53gNA
D11.2L0.5mol
A.AB.BC.CD.D

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17.分子式為C5H12O的有機(jī)物A,其結(jié)構(gòu)中含有2個-CH3,在濃硫酸存在下加熱生成某烯烴,則符合上述條件的A的同分異構(gòu)體有( 。
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4.下列性質(zhì)的遞變規(guī)律不正確的是( 。
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5.某化學(xué)興趣小組利用某廢棄的氧化銅鋅礦制取活性ZnO實驗流程如下:

請回答下列問題:
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