【題目】以含鈷廢催化劑(主要成分為Co、Fe、SiO2)為原料來制取氧化鈷(Co2O3)，是我國生產(chǎn)氧化鈷常見的工業(yè)方法之一。其生產(chǎn)流程如下：

已知：KMnO4的氧化性強，可以氧化HBr、HCl、Fe2＋等。

請回答以下問題：

（1）“溶解”前，需將含鈷廢催化劑粉碎的目的是____________，“溶解”后所得濾渣的主要成分是________________(填化學(xué)式)。

（2）“氧化”的目的是將Fe2＋氧化成Fe3＋，該反應(yīng)的離子方程式為__________；實驗中能否選用KMnO4溶液檢驗Fe2＋是否完全氧化?______ (填“能”或“不能”)，理由是______________________________。

（3）“除鐵”步驟中，當(dāng)Fe3＋與CO32－的物質(zhì)的量相等時，恰好完全反應(yīng)生成黃鈉鐵礬[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________

（4）加入Na2CO3溶液后生成“沉淀”，過濾后需用水洗滌沉淀，檢臉沉淀已經(jīng)洗滌干凈的方法是______________

（5）現(xiàn)取10.0g含鈷廢催化劑(含鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70.8%)模擬以上生產(chǎn)流程進行實驗，最終得到7.47g氧化鈷，則該實驗的產(chǎn)率為__________________

【答案】增大接觸面積，加快浸取速率 SiO2 6Fe2++6H++ClO3-═6Fe3++Cl-+3H2O 不能 反應(yīng)后的溶液中含有H+和Cl—，也會使KMnO4溶液褪色 3Fe2（SO4）3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6（SO4）4（OH）12↓+5Na2SO4+6CO2↑ 取最后一次洗滌液，加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若沒有沉淀生成，說明沉淀洗滌干凈 75%

【解析】

由流程圖可知，向含鈷廢催化劑中加入稀硫酸，鈷和鐵與硫酸反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Co+H2SO4=CoSO4+H2↑、Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，二氧化硅與稀硫酸不反應(yīng)，過濾，濾渣是不溶的二氧化硅，而濾液是硫酸鈷、硫酸亞鐵與過量的硫酸的混合溶液；向濾液中加入氯酸鈉，氯酸鈉具有氧化性，酸性條件下將亞鐵離子氧化成鐵離子；向反應(yīng)后溶液中加入碳酸鈉，調(diào)節(jié)溶液pH為2，將溶液中的鐵離子轉(zhuǎn)化為黃鈉鐵礬[Na2Fe6（SO4）4（OH）12]沉淀除去；過濾，向濾液中繼續(xù)加入碳酸鈉，調(diào)節(jié)溶液pH為7，得到碳酸鈷沉淀；過濾，用鹽酸溶解碳酸鈷沉淀，再向所得溶液中加入草酸銨，得到草酸鈷沉淀，過濾，灼燒草酸鈷沉淀，草酸鈷沉淀與空氣中氧氣反應(yīng)生成氧化鈷。

（1）“溶解”前，需將含鈷廢催化劑粉碎，目的是增大固體的表面積，增大含鈷廢催化劑與稀硫酸的接觸面積，加快浸取速率；“溶解”時，鈷和鐵與硫酸反應(yīng)，二氧化硅與稀硫酸不反應(yīng)，則溶解后，過濾所得濾渣的主要成分是SiO2，故答案為：增大接觸面積，加快浸取速率；SiO2；

（2）向濾液中加入氯酸鈉，氯酸鈉具有氧化性，酸性條件下將亞鐵離子氧化成鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：6Fe2++6H++ClO3-═6Fe3++Cl-+3H2O；KMnO4的氧化性強，酸性條件下，高錳酸鉀能與Cl—發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使KMnO4溶液褪色，因氧化后的溶液中含有H+和Cl—，會干擾Fe2＋檢驗，則不能選用KMnO4溶液檢驗Fe2＋是否完全氧化，故答案為：6Fe2++6H++ClO3-═6Fe3++Cl-+3H2O；不能；反應(yīng)后的溶液中含有H+和Cl—，也會使KMnO4溶液褪色；

（3）“除鐵”步驟中，當(dāng)Fe3＋與CO32－的物質(zhì)的量相等時，生成硫酸鐵與碳酸鈉發(fā)生雙水解反應(yīng)，反應(yīng)生成黃鈉鐵礬[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀、硫酸鈉和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe2（SO4）3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6（SO4）4（OH）12↓+5Na2SO4+6CO2↑，故答案為：3Fe2（SO4）3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6（SO4）4（OH）12↓+5Na2SO4+6CO2↑；

（4）加入Na2CO3溶液，碳酸鈉與溶液中鈷離子反應(yīng)生成碳酸鈷沉淀，碳酸鈷沉淀表面附有可溶的硫酸鈉或氯化鈉雜質(zhì)，則可以用鹽酸酸化的氯化鋇溶液檢驗最后一次洗滌液是否含有硫酸根，檢驗測定是否洗滌干凈，具體操作為取最后一次洗滌液，加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若沒有沉淀生成，說明沉淀洗滌干凈，故答案為：取最后一次洗滌液，加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若沒有沉淀生成，說明沉淀洗滌干凈；

（5）含鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70.8%的10.0g含鈷廢催化劑中鈷原子的物質(zhì)的量為=0.12mol，由鈷原子個數(shù)守恒可知Co2O3的物質(zhì)的量為0.06mol，則實驗的產(chǎn)率為×100%=75%，故答案為：75%。

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：

【題目】氮氧化物是評價空氣質(zhì)量的控制標(biāo)準(zhǔn)之一，作為空氣污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2。

（1）下列關(guān)于氮氧化物有關(guān)敘述不正確的是:_______（填序號）

①對人體及動物有毒害作用;②造成土壤污染；③一氧化氮可結(jié)合血紅蛋白造成人體缺氧；④是形成酸雨、酸霧的主要原因之一; ⑤增高大氣溫度；⑥與碳氫化合物形成光化學(xué)煙霧;⑦參與臭氧層的破壞；⑧一氧化氮分子作為一種傳遞神經(jīng)信息的 信使分子 ，在使血管擴張，免疫，增強記憶力

（2）用CH4催化還原NOx可在一定程度上消除氮氧化物的污染。

已知：CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的ΔH＝-1160kJ·mol-1

2NO2(g)+N2(g) 4NO(g) ΔH＝+293 kJ·mol-1

則該條件下，CH4催化還原NO2消除污染的熱化學(xué)方程式為_______________。

（3）T1℃時，在剛性反應(yīng)器中以投料比為1:3的NO(g)與O2(g)反應(yīng)，其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示[t＝∞時，NO(g)完全反應(yīng)]。

t/min

0

40

80

160

260

700

∞

p/kPa

32.8

30.7

29.9

29.4

29.2

28.8

26.9

①NO(g)與O2(g)合成的反應(yīng)速率v＝4.2×10-2×p2(NO)×p(O2)(kPa·min-1)，t＝42 min時，測得體系中p(O2)＝22.4 kPa，則此時的v＝_________kPa·min-1（計算結(jié)果保留1位小數(shù)）。

②若降低反應(yīng)溫度至T2℃，則NO(g)與O2(g)完全反應(yīng)后體系壓強p∞(T2℃)_________（填“大于”“等于”或“小于”）26.9kPa，原因是___________________________________。

③T1℃時，反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常數(shù)Kp＝___kPa（Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，是指平衡時體系中生成氣體壓強冪之積與反應(yīng)物氣體壓強冪之積的比值。計算結(jié)果保留3位小數(shù)）。

(4)鈰元素(Ce)是鑭系金屬中自然豐度最高的一種,常見有+3、+4兩種價態(tài)。霧霾中含有大量的污染物NO，可以被含Ce4+的溶液吸收,生成NO2－、NO3－（兩者物質(zhì)的量之比為1:1)�？刹捎秒娊夥▽⑸鲜鑫找褐械腘O2-轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì),同時再生Ce4+,其原理如圖所示。

①Ce4+從電解槽的_____(填字母代號)口流出。

②寫出陰極的電極反應(yīng)式：______________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】一定溫度下，可逆反應(yīng)2NO22NO+O2在恒容密閉容器中反應(yīng)，達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是：

①單位時間內(nèi)生成nmol O2的同時生成2nmol NO2；

②單位時間內(nèi)生成nmol O2 的同時生成2nmol NO；

③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)；

④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)；

⑤密閉容器中壓強不再改變的狀態(tài)；

⑥混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)。

A. ①④⑤⑥B. ②③⑤⑥C. ①③④⑥D. 全部

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】在200 mL含Mg2+、Al3+、NH4+、H+、Cl-等離子的溶液中，逐滴加入5molL-1的氫氧化鈉溶液，所加氫氧化鈉溶液的體積(mL)與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(mol)關(guān)系如圖所示。

下列敘述不正確的是( )

A.原溶液中c(Cl-)=0.75 mol·L-1

B.x與y的差值為0.01 mol

C.原溶液的pH=1

D.原溶液中n(Mg2+):n(Al3+)=10:1

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含Fe2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下：

下列敘述不正確的是（ ）

A.試劑X可以是氫氧化鈉溶液

B.反應(yīng)①過濾后所得沉淀為氧化鐵

C.圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)包含氧化還原反應(yīng)

D.反應(yīng)②的化學(xué)方程式為2NaAlO2＋3H2O＋CO2=2Al(OH)3↓＋Na2CO3

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列關(guān)于常見有機化合物的說法中，正確的是（　�。�

A.乙烯和聚乙烯都能與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng)

B.分子式為的有機物只有三種,它們互為同分異構(gòu)體

C.石油、天然氣和煤的主要成分都是烷烴

D.己烯和苯都能使溴水褪色,故不能用溴水鑒別己烯和苯

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】（1）某同學(xué)采用萃取—分液的方法從碘水中提取碘，主要操作步驟如下圖：

①該同學(xué)所采用的萃取劑可能是______________（填序號）。

A 酒精 B 苯 C 四氯化碳 D 汽油

②甲、乙、丙3步實驗操作中，不正確的是_______________（填“甲”、“乙”或“丙”）。

（2）實驗室制取、凈化并收集氯氣涉及以下幾個主要階段：

現(xiàn)有以下2種試劑：A 飽和食鹽水 B NaOH溶液

請在以上實際中選擇填空（填“A”或“B”）：

①X溶液應(yīng)選用________________。

②尾氣處理過程中，多余的氯氣可用________________吸收。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】[化學(xué)——選修5：有機化學(xué)基礎(chǔ)]

甲叉琥珀酸，又名亞甲基丁二酸，在精細化工領(lǐng)域有著廣泛的用途，其合成路線如下：

已知：

回答下列問題：

（1）甲叉琥珀酸中官能團的名稱為_______，_______。

（2）A的名稱為_______，A→B的化學(xué)方程式為_______。

（3）B→C的化學(xué)方程式為_______，C→D的反應(yīng)類型為_______。

（4）F的結(jié)構(gòu)簡式為_______。

（5）甲叉琥珀酸的同分異構(gòu)體M也是不飽和二元羧酸，則M共有 _______種（不考慮立體異構(gòu)），其中核磁共振氫譜顯示三組峰，且峰面積之比為3∶1∶2的結(jié)構(gòu)簡式為 _______。

（6）根據(jù)上述信息，寫出用一氯甲苯（ CH2Cl）為原料（無機試劑任選）制備苯乙酸（ CH2COOH）的合成路線_______。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下：

注：SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。

（1）“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_____________________。

（2）向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_________ (填“增大”、“不變”或“減小”)。

（3）“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是___________。

（4）“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為_____________________，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為____________。

（5）鋁粉在1000℃時可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是_____________________。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案