【題目】廢舊鈷金屬片中的鈷有+2價(jià)和+3價(jià),還含有錳、鐵、鈣、鎂、鋁等金屬元素及碳粉等,回收鈷的工藝流程如下:

1)焙燒時(shí)為了使廢舊鈷金屬片充分反應(yīng),可采取的措施是____________________(任寫一條)。

2)該流程中浸鈷時(shí),鈷的浸出率最高只能達(dá)到70%,后來(lái)改進(jìn)方法,加入使用硫酸進(jìn)行第一次浸取后,再加入Na2SO3溶液進(jìn)行第二次浸取,從而使鈷的浸出率達(dá)90%以上,寫出第二次浸出鈷時(shí)溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:____________________。

3)凈化溶液的操作中含有多個(gè)步驟,先除鐵后除錳。

①除鐵:常溫下,調(diào)節(jié)溶液pH1520后,加H2O2,反應(yīng)一段時(shí)間,加8Na2CO3溶液,將溶液的pH調(diào)至4050。已知FeOH3的溶度積常數(shù)為4×1038,則當(dāng)溶液的pH調(diào)至40時(shí),溶液中的cFe3)=__________mol·L1。

②除錳:加入NaClO溶液。寫出該離子方程式:____________________。

③減鈣鎂:加入NH4F溶液,沉淀大部分的鈣、鎂的離子。

試解釋為何草酸銨溶液沉鈷前要減鈣鎂:______________________________。

4)濾液2的主要成分為____________________(以化學(xué)式表示)。

5)得到的草酸鈷沉淀須洗滌干燥。寫出檢驗(yàn)沉淀已被洗凈的操作與現(xiàn)象__________

【答案】將廢舊鈷金屬片粉碎(或其他合理答案均可) Co2O3+ SO32-+4H+ =2Co2++ SO42-+2H2O; 4×10-8 2MnO2+ClO-+4H+=2Mn2++ ClO3-+2H2O 排除鈣、鎂的離子對(duì)CoC2O4的制備的干擾 (NH4)2SO4 取最后一次的洗滌液少許于試管中,滴入鹽酸酸化的氯化鋇溶液,若無(wú)沉淀生成,則證明洗滌干凈

【解析】

)焙燒含有錳、鐵、鈣、鎂、鋁等金屬元素及碳粉的廢舊鈷金屬片,使其金屬變成相應(yīng)的氧化物,加堿后過(guò)濾除去鋁元素,剩余的氧化物加稀硫酸后,鐵、鈣、鎂的金屬氧化物溶解,MnO2不溶于稀酸,所以加NaClO溶液進(jìn)行除雜,溶液進(jìn)化后加入草酸銨,使溶液中的鈷離子變成草酸鈷沉淀。以此分析解答。

(1)焙燒時(shí)為了使廢舊鈷金屬片充分反應(yīng),可采取的措施是將金屬片粉碎,增大接觸面積,使反應(yīng)充分,故答案:將廢舊鈷金屬片粉碎。

(2)廢舊鈷金屬片中的鈷有+2價(jià)和+3價(jià),經(jīng)過(guò)煅燒后,+2價(jià)Co變成+3價(jià),所以Co2O3Na2SO3在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CoSO4、Na2SO4H2O,所以反應(yīng)的離子方程式為Co2O3+ SO32-+4H+ =2Co2++ SO42-+2H2O,故答案:Co2O3+ SO32-+4H+ =2Co2++ SO42-+2H2O;

(3)①由已知Fe(OH)3的溶度積常數(shù)為4×1038,當(dāng)溶液的pH調(diào)至4.0時(shí),c(OH-)=10-10 mol·L1,所以c(Fe3)===4×10-8 mol·L1,所以答案:4×10-8;

②經(jīng)過(guò)煅燒后,錳生成MnO2,既不溶于堿也不溶于稀酸,所以在酸性條件下, MnO2NaClO能發(fā)生反應(yīng),該反應(yīng)的離子方程式:2MnO2+ClO-+4H+=2Mn2++ ClO3-+2H2O,故答案:2MnO2+ClO-+4H+=2Mn2++ ClO3-+2H2O;

③加入NH4F溶液,溶液中的鈣、鎂離子發(fā)生反應(yīng)生成了CaF2、MgF2沉淀,因?yàn)?/span>Ksp(CoC2O4)=1.710-7, Ksp(CaC2O4)=6.410-9Ksp(MgC2O4)=510-6,所以沉淀CoC2O4時(shí),鈣、鎂的離子也會(huì)有沉淀,干擾CoC2O4的制備,所以在加草酸銨溶液沉鈷前要減鈣鎂,故答案:排除鈣、鎂的離子對(duì)CoC2O4的制備的干擾;

(4)減鈣鎂處理后溶液中含有硫酸根離子,加入草酸銨后,溶液中還會(huì)有銨根離子,所以濾液2的主要成分為硫酸銨,其化學(xué)式表示為:(NH4)2SO4,故答案:(NH4)2SO4;

(5)加入(NH4)2C2O4反應(yīng)生成CoC2O4,溶液中可能含有SO42-,過(guò)濾得到的草酸鈷晶體需要用蒸餾水洗滌,檢驗(yàn)是否洗滌干凈的方法是:取最后一次的洗滌液少許于試管中,滴入鹽酸酸化的氯化鋇溶液,若無(wú)沉淀生成,則證明洗滌干凈,故答案:取最后一次的洗滌液少許于試管中,滴入鹽酸酸化的氯化鋇溶液,若無(wú)沉淀生成,則證明洗滌干凈。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2)若在稱量樣品時(shí),藥品放在天平右盤上,磕碼放在天平左盤上,天平平衡時(shí),則實(shí)際稱量的碳酸鈉晶體是______g(1g以下用游碼)

(3)用托盤天平和小燒杯稱出碳酸鈉晶體的質(zhì)量,其正確操作順序的標(biāo)號(hào)為_________(同一步驟可用多次)

A、調(diào)整零點(diǎn) B、將游碼移至刻度尺的零刻度處

C、將碳酸鈉晶體放入小燒杯中稱量 D、稱量空的小燒杯

E、將砝碼放回砝碼盒內(nèi) F、記錄稱量結(jié)果.

(4)配制Na2CO3溶液時(shí)需用的主要儀器有____________________

(5)若實(shí)驗(yàn)遇下列情況,溶液的濃度是偏高,偏低還是不變?

A、加水時(shí)越過(guò)刻度線_________ B、忘記將洗滌液加入容量瓶__________

C、容量瓶?jī)?nèi)壁附有水珠而未干燥處理______ D、溶解后沒有冷卻便進(jìn)行定容_____

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升高反應(yīng)體系的溫度; 增加反應(yīng)物C的用量;

縮小反應(yīng)體系的體積; 減少體系中CO的量。

上述措施中一定能使反應(yīng)的正反應(yīng)速率顯著加快的是

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苯酚

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苯氧乙酸

熔點(diǎn)/℃

43

62

99

沸點(diǎn)/℃

181.9

189

285

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(2)分離室I采取的操作名稱是__________。

(3)苯氧乙酸含氧官能團(tuán)的名稱__________

(4)下列敘述錯(cuò)誤的是_________。

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C.苯酚和菠蘿酯均可與酸性KMnO4溶液發(fā)生反應(yīng)

D.苯氧乙酸和菠蘿酯均可與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)

(5)反應(yīng)室I中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是______

(6)分離室Ⅱ的操作為:①用NaHCO3溶液洗滌后分液;②有機(jī)層用水洗滌后分液;洗滌時(shí)不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液,其原因是_______(用化學(xué)方程式表示)。

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