19.CoCl2•xH2O在加熱時會逐步失水,并呈現(xiàn)不同的顏色,實驗室里可以制成變色硅膠,用以干燥并驗證水份.以含鈷廢料(含少量Fe、Al等雜質(zhì))制取CoCl2•6H2O的一種新工藝流程如圖:

已知:
①鈷與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Co+2HCl═CoCl2+H2
②CoCl2•6H2O熔點86℃,易溶于水、乙醚等;常溫下穩(wěn)定無毒,加熱至110~120℃時,失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷.
③部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:
沉淀物Fe(OH)3Co(OH)3Al(OH)3
開始沉淀2.37.63.4
完全沉淀4.19.25.2
請回答下列問題:
(1)寫出加入過氧化氫時溶液中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(2)加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a,a的范圍是5.2~7.6;
(3)最合適的試劑X是鹽酸
(4)操作I包含3個基本實驗操作,它們是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和減壓過濾.
(5)制得的CoCl2•6H2O需減壓烘干的原因是降低烘干溫度,防止產(chǎn)品分解.

分析 含鈷廢料中加入鹽酸,可得CoCl2、AlCl3、FeCl2,加入過氧化氫,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)空氣溫度在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)加入過氧化氫反應(yīng)的離子方程式是過氧化氫氧化亞鐵離子的反應(yīng);
(2)調(diào)節(jié)溶液的PH值,使溶液中鐵離子和鋁離子生成沉淀,而鈷離子存在溶液中,從而將鐵離子、鋁離子和鈷離子分開;
(3)pH調(diào)至a后過濾,再用試劑X將濾液的pH調(diào)節(jié)至2~3,所用的試劑X為鹽酸;
(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)溫度高時,CoCl2•6H2O分解.

解答 解:含鈷廢料中加入鹽酸,可得CoCl2、AlCl3、FeCl2,加入過氧化氫,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)空氣溫度在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)金屬和鹽酸反應(yīng)生成氯化物,和硝酸反應(yīng)生成硝酸鹽,同時生成一氧化氮,
(1)加入過氧化氫反應(yīng)的離子方程式是過氧化氫氧化亞鐵離子的反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
故答案為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(2)廢料加入鹽酸后生成氯化物,然后加入雙氧水,二價鐵離子被雙氧水氧化生成三價鐵離子,根據(jù)沉淀的PH值表格知,當(dāng)溶液的PH值為5.2時,鐵離子和鋁離子被完全沉淀,當(dāng)溶液的PH值為7.6時,鈷離子才開始產(chǎn)生沉淀,所以要想將鐵離子、鋁離子和鈷離子分離,溶液的pH值應(yīng)該不小于5.2不大于7.6,;
故答案為:5.2~7.6;
(3)根據(jù)上面的分析可知,pH調(diào)至a后過濾,再用試劑X將濾液的pH調(diào)節(jié)至2~3,所用的試劑X為鹽酸,
故答案為:鹽酸;
(4)從溶液中制取固體的方法制取氯化鈷固體,其操作步驟是蒸發(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)題意知,CoCl2•6H2O常溫下穩(wěn)定無毒,加熱至110~120℃時,失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷,為防止其分解,制得的CoCl2•6H2O需減壓烘干,
故答案為:降低烘干溫度,防止產(chǎn)品分解.

點評 本題考查了實驗方案設(shè)計中的有關(guān)知識,難度較大,比較突出的難點是:1、誤差的分析不知如何尋找“題眼”;2、信息題中信息的閱讀、提取有用信息然后進行加工的方法不會,從而導(dǎo)致做題錯誤較多.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.下列實驗操作及結(jié)論正確的是( 。
A.鈉與乙醇反應(yīng)的現(xiàn)象與鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象相同
B.在淀粉溶液中加入20%的稀硫酸水解后,立即加入新制Cu(OH)2懸濁液共熱,證明有葡萄糖生成
C.在CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液振蕩,立即加入麥芽糖溶液并加熱,能證明麥芽糖具有還原性
D.在乙醇溶液中插入一根紅熱的銅絲,能證明醇氧化成醛

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

10.海洋約占地球表面積的71%,海水化學(xué)資源的利用具有非常廣闊的前景.從海水中可以獲得淡水、食鹽并可提取鎂和溴等物質(zhì).
(1)鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料,目前世界上60%的鎂是從海水中提取的,其主要步驟如下:

①為了使鎂離子沉淀下來,并充分利用當(dāng)?shù)氐呢悮ぃㄖ饕煞譃樘妓徕})資源,加入的足量試劑①是Ca(OH)2(填化學(xué)式).
②操作A是過濾,操作B是蒸發(fā)結(jié)晶.
③以上提取金屬鎂的全過程中,沒有涉及的化學(xué)反應(yīng)類型是C
A.分解反應(yīng)        B.化合反應(yīng)        C.置換反應(yīng)        D.復(fù)分解反應(yīng)
④試從節(jié)約能源、提高金屬鎂的純度分析,以下適宜的冶煉金屬鎂的方法是C.
A.Mg(OH)2$\stackrel{△}{→}$MgO$→_{2800℃}^{電解}$Mg             
B.Mg(OH)2$\stackrel{△}{→}$MgO$→_{還原}^{C}$Mg
C.Mg(OH)2$\stackrel{HCl}{→}$MgCl2$→_{714℃}^{電解}$Mg             
D.Mg(OH)2$\stackrel{HCl}{→}$MgCl2$→_{還原}^{活潑金屬}$Mg.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.下列電離方程式中,不正確的是( 。
A.KCl═K++Cl-B.NH3•H2O?NH4++OH-
C.CH3COOH═CH3COO-+H+D.HCl═H++Cl-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

14.不能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式是( 。
A.Na與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為2Na+2H+═2Na++H2
B.Na2O2溶于水產(chǎn)生O2:Na2O2+H2O═2Na++2OH-+O2
C.碳酸氫鈣溶液中滴加氫氧化鈉溶液至Ca2+恰好完全沉淀  Ca2++HCO3-+OHˉ═CaCO3↓+H2O
D.飽和碳酸鈉溶液中通入過量二氧化碳氣體  CO32-+CO2+H2O═HCO3-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.下列實驗式中,沒有相對分子質(zhì)量也可以確定分子式的是( 。     
①CH3 ②C2H5    ③C2H6O   ④CH2
A.①②③④B.①②③C.①②④D.②③

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.下列說法或表示方法正確的是( 。
A.等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出的熱量多
B.由C(石墨)=C(金剛石)△H=+11.9 kJ/mol,可知金剛石比石墨穩(wěn)定
C.水力(水能)按不同的分類可看成可再生能源和一級能源
D.可表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H=-241.8 kJ/mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.在水溶液中能夠大量共存的是( 。
A.Na+、Fe2+、OH-B.Ag+、Cl-、NO3-C.NH4+、OH-、SO42-D.Na+、Cl-、NO3-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

9.下列操作不能達到目的是( 。
選項目的操作
A.配制100 mL 1.0 mol•L-1 CuSO4溶液將25 g CuSO4•5H2O溶于100 mL蒸餾水中
B.除去KNO3中少量NaCl將混合物制成熱的飽和溶液,冷卻結(jié)晶,過濾
C.提取溴水中的Br2向溶液中加入乙醇后振蕩,靜置,分液
D.溶液中是否含有K+焰色反應(yīng)
A.AB.BC.CD.D

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同步練習(xí)冊答案