鈷(Co)及其化合物在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用。為從某工業(yè)廢料中回收鈷,某學(xué)生設(shè)計(jì)流程如下(廢料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物質(zhì))。
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已知:①物質(zhì)溶解性:LiF難溶于水,Li2CO3微溶于水;
②部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH見(jiàn)下表。
Fe3+ | Co2+ | Co3+ | Al3+ | |
pH(開(kāi)始沉淀) | 1.9 | 7.15 | -0.23 | 3.4 |
pH(完全沉淀) | 3.2 | 9.15 | 1.09 | 4.7 |
(1)步驟Ⅰ中得到含鋁溶液的反應(yīng)的離子方程式是
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
。(2)寫(xiě)出步驟Ⅱ中Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2的離子方程式:
Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O
Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O
。(3)步驟Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH,應(yīng)使溶液的pH不超過(guò)
7.15
7.15
;廢渣中的主要成分除了LiF外,還有Fe(OH)3
Fe(OH)3
。(4)NaF與溶液中的Li+形成LiF沉淀,此反應(yīng)對(duì)步驟Ⅳ所起的作用是
降低濾液中Li+濃度,避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生Li2CO3沉淀
降低濾液中Li+濃度,避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生Li2CO3沉淀
。(5)在空氣中加熱5.49g草酸鈷晶體(CoC2O4?2H2O)樣品,受熱過(guò)程中不同溫度范圍內(nèi)分別得到一種固體物質(zhì),其質(zhì)量如表。
溫度范圍/℃ | 固體質(zhì)量/g |
150~210 | 4.41 |
290~320 | 2.41 |
890~920 | 2.25 |
失去結(jié)晶水
失去結(jié)晶水
。②經(jīng)測(cè)定,加熱到210~290℃過(guò)程中的生成物只有CO2和鈷的氧化物,此過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2
210
-
290
℃
3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2
。[已知M(CoC2O4?2H2O)=183g/mol]。210
-
290
℃
【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用.
【答案】2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O;7.15;Fe(OH)3;降低濾液中Li+濃度,避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生Li2CO3沉淀;失去結(jié)晶水;3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2
210
-
290
℃
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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(2)“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
(3)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
(4)煅燒A的反應(yīng)方程式是
(5)ag燒渣經(jīng)過(guò)上述工藝可得紅氧化鐵bg。藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.5 -
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(1)焙燒時(shí)產(chǎn)生的主要有害氣體是
(2)若在空氣中“酸浸”時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
(3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 開(kāi)始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1