【題目】鈷被譽(yù)為戰(zhàn)略物資,有出色的性能和廣泛的應(yīng)用。以水鈷礦(主要成分為Co2O3、CoO、CuO、Fe2O3、CaO、MgO、NiO和SiO2等)為原料制備CoCl2·6H2O的工藝流程如圖所示:
回答下列問題:
(1)“酸浸”
①鈷的浸出率隨酸浸時間、溫度的變化關(guān)系如下圖所示。綜合考慮成本,應(yīng)選擇的最佳工藝條件為_________________;濾渣A的主要成分為__________。
②寫出Co2O3與濃硫酸反應(yīng)生成CoSO4的化學(xué)方程式___________________________。
(2)“凈化除雜”過程包括除鐵、除鈣鎂、除銅等步驟。
①除鐵:加入適量Na2SO4固體,析出淡黃色晶體黃鈉鐵礬Na2Fe6(SO4)4(OH)12,寫出反應(yīng)的離子方程式____________________________________。
②除銅:加入適量Na2S2O3,發(fā)生反應(yīng)2CuSO4+2Na2S2O3+2H2O=Cu2S↓+S↓+2Na2SO4+2H2SO4,Na2S2O3中硫元素的化合價是___________,上述反應(yīng)每消耗15.8 g Na2S2O3,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子___________mol。
(3)“萃取和反萃取”
①“水相C”中的溶質(zhì)主要是Na2SO4和________(寫化學(xué)式)。
②實(shí)驗(yàn)室稱取100g原料(含鈷11.80%),反萃取時得到濃度為0.036mol·L-1的CoCl2溶液5L,忽略損耗,鈷的產(chǎn)率=____________(產(chǎn)率=)。
【答案】12h,90℃SiO2(二氧化硅)2Co2O3+4H2SO4(濃)4CoSO4+4H2O+O2↑2Na++6Fe3++4SO42-+12H2ONa2Fe6(SO4)4(OH)12↓+12H++20.4NiSO490%
【解析】
(1)①結(jié)合題給圖像和鈷的浸出率來看,綜合考慮成本,應(yīng)選擇的最佳工藝條件為12h,90℃;水鈷礦主要成分中除SiO2在酸浸過程中不能溶解,所以濾渣A的主要成分為SiO2(二氧化硅);
②Co2O3與濃硫酸反應(yīng)生成CoSO4,可知Co2O3作氧化劑,而硫酸中的H、S都處于最高價,故Co2O3只能氧化硫酸中的氧元素生成O2,根據(jù)電子守恒可以寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Co2O3+4H2SO4(濃)4CoSO4+4H2O+O2↑,
因此,本題中確答案為:12h,90℃;SiO2(二氧化硅);2Co2O3+4H2SO4(濃)4CoSO4+4H2O+O2↑;
(2)①加入適量Na2SO4固體,析出淡黃色晶體黃鈉鐵礬Na2Fe6(SO4)4(OH)12,根據(jù)原子守恒可寫出反應(yīng)的離子方程式為2Na++6Fe3++4SO42-+12H2ONa2Fe6(SO4)4(OH)12↓+12H+;
②加入適量Na2S2O3,發(fā)生反應(yīng)2CuSO4+2Na2S2O3+2H2O=Cu2S↓+S↓+2Na2SO4+2H2SO4,Na2S2O3中硫元素的化合價是+2,化合價降低的是銅從+2價降到-1價,Na2S2O3中有一部分S化合價從+2價降到-2價或0價,有一部分從+2價升高到+6價(生成H2SO4),每消耗2molNa2S2O3,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子(6-2)2mol=8mol,則每消耗15.8 g Na2S2O3,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子×8=0.4mol,
因此,本題中確答案為:2Na++6Fe3++4SO42-+12H2ONa2Fe6(SO4)4(OH)12↓+12H+ ;+2;0.4;
(3)①縱覽整個流程可知,經(jīng)過了酸浸以后,過濾,得到的濾液經(jīng)歷了除鐵、除鈣和鎂、除銅以后,在經(jīng)過萃取操作,“水相C”中的主要溶質(zhì)只剩下Na2SO4和NiSO4;
②實(shí)驗(yàn)室稱取100g原料(含鈷11.80%),反萃取時得到濃度為0.036mol·L-1的CoCl2溶液5L,忽略損耗,則鈷的產(chǎn)率=×100%=90%。
因此,本題中確答案為:NiSO4 ;90%。
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【題目】下列物質(zhì)中既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的是( )
A.AlB.Mg(OH)2C.AlCl3D.SiO2
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【題目】用如下圖裝置實(shí)驗(yàn),下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象預(yù)期及相應(yīng)結(jié)論均正確的是
選項(xiàng) | Ⅰ | Ⅱ | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象預(yù)期 | 結(jié)論 |
A | 鐵絲 | HCl酸化的H2O2 | Ⅲ中收集到無色氣體 | 鐵絲催化H2O2分解 |
B | 生鐵 | NaCl溶液 | 導(dǎo)管處發(fā)生倒吸 | 生鐵發(fā)生吸氧腐蝕 |
C | 木條 | 濃硫酸 | 木條變黑 | 濃硫酸有強(qiáng)氧化性 |
D | 銅絲 | 濃硝酸 | Ⅲ中收集到紅棕色氣體 | 硝酸有強(qiáng)氧化性 |
A. A B. B C. C D. D
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【題目】一定條件下,向2L恒容密閉容器中充入1molCOCl2(g)發(fā)生反應(yīng):COCl2(g)Cl2(g)+CO(g),反應(yīng)過程中測得的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
t/s | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 |
N(Cl2)/mol | 0 | 0.30 | 0.39 | 0.40 | 0.40 |
下列說法不正確的是
A. 使用催化劑能夠改變反應(yīng)速率
B. 達(dá)到6s時,反應(yīng)停止,不再進(jìn)行
C. 在8s時,反應(yīng)容器中各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化
D. 生成Cl2的平均反應(yīng)速率,0~2s內(nèi)平均速率比2~4s大
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【題目】實(shí)驗(yàn)室以綠礬(FeSO4·7H2O)制備補(bǔ)血劑甘氨酸亞鐵[(NH2CH2COO)2Fe] ,有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下表所示:
物質(zhì) | 性質(zhì) |
甘氨酸(NH2CH2COOH) | 易溶于水,微溶于乙醇,兩性化合物 |
檸檬酸 | 易溶于水和乙醇,有強(qiáng)酸性和還原性 |
甘氨酸亞鐵 | 易溶于水,難溶于乙醇 |
實(shí)驗(yàn)過程:
Ⅰ.配制含0.10mol FeSO4的綠礬溶液。
Ⅱ.制備FeCO3 :將配制好的綠礬溶液與200mL 1.1mol·L-1NH4HCO3溶液混合,反應(yīng)結(jié)束后過濾并洗滌沉淀。
Ⅲ.制備(NH2CH2COO)2Fe :實(shí)驗(yàn)裝置如下圖(夾持和加熱儀器已省略),將實(shí)驗(yàn)Ⅱ得到的沉淀和含0.20 mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中,然后利用A中的反應(yīng)將C中空氣排凈,接著滴入檸檬酸溶液并加熱。反應(yīng)結(jié)束后過濾,濾液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品;卮鹣铝袉栴}:
(1)儀器E的名稱是_______________。
(2)實(shí)驗(yàn)I中:實(shí)驗(yàn)室配制綠礬溶液,將鐵粉與稀硫酸混合時需要過量的試劑是______。
(3)實(shí)驗(yàn)II中:制備FeCO3時應(yīng)向_______溶液中緩慢加入________溶液,并邊加邊攪拌,若顛倒試劑滴加順序可能產(chǎn)生的后果是__________________。
(4)確認(rèn)C中空氣排盡的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________。
(5)加入檸檬酸溶液一方面可調(diào)節(jié)溶液的pH促進(jìn)FeCO3溶解,另一個作用是___________。
(6)洗滌實(shí)驗(yàn)Ⅲ中得到的沉淀,所選用的最佳洗滌試劑是_______________(填序號)。
A.熱水 B.乙醇溶液 C.檸檬酸溶液
(7)若產(chǎn)品的質(zhì)量為17.34g,則產(chǎn)率為________%。
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【題目】下列事實(shí)不能用勒夏特列原理(平衡移動原理)解釋的是
①鐵在潮濕的空氣中容易生銹
②二氧化氮與四氧化氮的平衡體系,加壓縮小體積后顏色加深
③實(shí)驗(yàn)室可用排飽和食鹽水的方法收集氯氣
④鈉與氯化鉀共融制備鉀 Na(l)+KCl(l)K(g)+NaCl(l)
⑤開啟啤酒瓶后,瓶中馬上泛起大量泡沫
A. ③④ B. ①② C. ①⑤ D. ①②⑤
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【題目】將0.5 mol Na和0.5 mol Mg分別投入到過量的m1 g水和m2 g鹽酸中,分別得到溶液a和b,若m1 = m2,則a和b的質(zhì)量關(guān)系是 ( )
A.a>bB.a<bC.a=bD.無法確定
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【題目】下列說法中正確的是( )
A.元素的存在形態(tài)只有兩種:化合態(tài)和游離態(tài)
B.同一元素,呈化合態(tài)時,其化合價一定比游離態(tài)時高
C.有多少種元素就有多少種物質(zhì)
D.同一元素在不同的物質(zhì)中的價態(tài)一定不同
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