【題目】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)）．

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

請(qǐng)回答：

（1）步驟Ⅰ中得到含鋁溶液的反應(yīng)的離子方程式是______．

（2）寫(xiě)出步驟Ⅱ中Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2的離子方程式：______．

（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)______；廢渣中的主要成分除了LiF外，還有______．

（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______．

（5）在空氣中加熱5.49g草酸鈷晶體（CoC2O42H2O）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

①加熱到210℃時(shí)，固體質(zhì)量減輕的原因是______．

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：____．

【答案】2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑Co2O3+6H++2Cl﹣=2Co2++Cl2↑+3H2O7.15Fe（OH）3降低溶液中Li+濃度，避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生Li2CO3沉淀失去結(jié)晶水3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2

【解析】

根據(jù)鋁的性質(zhì)寫(xiě)出鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)方程式；由已知Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2知發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)，依據(jù)得失電子守進(jìn)行配平；依據(jù)表中數(shù)據(jù)分析判斷知道加入碳酸鈉是調(diào)節(jié)溶液PH的；根據(jù)LiF難溶于水，Li2CO3微溶于水，加NaF將Li+生成LiF沉淀，降低溶液中Li+濃度，避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生Li2CO3沉淀混入CoCO3。加熱固體質(zhì)量減輕的原因是失去結(jié)晶水。

步驟Ⅰ中鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的離子方程式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；答案：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑。

（2）Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2，反應(yīng)中鈷元素化合價(jià)由+3價(jià)降低為+2價(jià)．氯元素化合價(jià)-1價(jià)變化為0價(jià)，依據(jù)得失電子守恒可知Co2O3的系數(shù)為1，Cl-的系數(shù)為2，結(jié)合原子個(gè)數(shù)守恒，反應(yīng)的離子方程式：Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O；答案：Co2O3+6H++2Cl﹣=2Co2++Cl2↑+3H2O

（3）依據(jù)表中數(shù)據(jù)分析判斷加入碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液使溶液PH增大，沉淀鐵離子和鋰離子，但不能沉淀鈷離子，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，故pH的取值范圍是3.2≤pH＜7.15；根據(jù)信息知LiF難溶于水，廢渣中的主要成分為L(zhǎng)iF和Fe(OH)3，所以答案為7.15 Fe(OH)3。

（4）因?yàn)?/span>LiF難溶于水，Li2CO3微溶于水。所以用NaF將Li+生成LiF沉淀，降低溶液中Li+濃度，避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生Li2CO3沉淀混入CoCO3。
（5）①5.49 g 即0.03mol的CoC2O4·2H2O在150210℃時(shí),質(zhì)量減少=5.49-4.413=1.08g,即0.06mol的水，加熱到210℃時(shí)，固體質(zhì)量減輕的原因是失去結(jié)晶水。答案：失去了結(jié)晶水。

②加熱到210～290℃過(guò)程中CoC2O4分解的生成物只有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+2O2Co3O4+6CO2。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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B.碘在四氯化碳中的溶解度比在水中的溶解度小

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B．H2C2O4在反應(yīng)中被氧化

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(1)整套裝置裝配完畢后，首先進(jìn)行的操作是______________________，再添加試劑。

(2)實(shí)驗(yàn)室常用MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O制取氯氣：

①實(shí)驗(yàn)時(shí)，通常采用密度為1．19g/cm3、濃度為36．5%的濃鹽酸。該濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度為___________________________。

②標(biāo)準(zhǔn)狀況下，上述反應(yīng)每生成4.48L氯氣，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_________ mol。

(3)洗氣裝置B的作用是除去Cl2中的HCl氣體，同時(shí)用作安全瓶(監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置C中是否發(fā)生堵塞)。若裝置C發(fā)生堵塞，裝置B中將觀察到的現(xiàn)象是_____________。

(4)裝置C的作用是驗(yàn)證氯氣是否具有漂白性。為此，實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置C中I、II、III處依次放入的物質(zhì)是___________(填字母)。

A

B

C

D

I

干燥的有色布條

濕潤(rùn)的有色布條

干燥的有色布條

濕潤(rùn)的有色布條

II

堿石灰

無(wú)水氯化鈣

無(wú)水氯化鈣

濃硫酸

III

濕潤(rùn)的有色布條

干燥的有色布條

濕潤(rùn)的有色布條

干燥的有色布條

(5)設(shè)計(jì)裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的氧化性。當(dāng)向D中緩緩?fù)ㄈ胍欢柯葰鈺r(shí)，可以看到無(wú)色溶液逐漸變?yōu)槌壬�，說(shuō)明氯氣的氧化性比溴單質(zhì)的______(填“強(qiáng)”“或“弱”)。打開(kāi)活塞，將裝置D中少量溶液加入裝置E中，振蕩后靜置，觀察到的現(xiàn)象是___________。

(6)F為尾氣吸收裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，該裝置中反應(yīng)的離子方程式______________。

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(1)圖中A、B、C、D四種物質(zhì)中，屬于非電解質(zhì)的是__________(用化學(xué)式表示)。

(2)足量B通入紫色石蕊溶液的現(xiàn)象是__________________________；

用一個(gè)化學(xué)方程式說(shuō)明B具有還原性_____________________________。

(3)C在反應(yīng)中既可作氧化劑，又可作還原劑。當(dāng)它作氧化劑時(shí)，理論上其可被還原為__________(填標(biāo)號(hào))。

A．Na2S B．S C．H2SO3 D．Na2SO4 E．H2SO4

(4)將A與SO2混合，可生成淡黃色固體。該反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_____。

(5)D的濃溶液與銅單質(zhì)在加熱條件下可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________，反應(yīng)中D顯示酸性和______________。

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A. CS2為V形的極性分子

B. ClO3-的空間構(gòu)型為平面三角形

C. SF6中有6對(duì)完全相同的成鍵電子對(duì)

D. SiF4和SO32-的中心原子前者為sp3雜化，后者為sp2雜化

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請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)環(huán)戊二烯分子中最多有________個(gè)原子共平面;

(2)金剛烷的分子式為_____，其分子中的-CH2-基團(tuán)有_____個(gè);

(3)已知烯烴能發(fā)生如下反應(yīng):

。

請(qǐng)寫(xiě)出下列反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:

；_______

(4)A是二聚環(huán)戊二烯的同分異構(gòu)體，能使溴的四氯化碳溶液褪色，A經(jīng)高錳酸鉀酸性溶液加熱氧化可以得到對(duì)苯二甲酸[提示: 苯環(huán)上的烷基(-CH3，-CH2R，-CHR2)或烯基側(cè)鏈經(jīng)高錳酸鉀酸性溶液氧化得羧基]，寫(xiě)出A所有可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(不考慮立體異構(gòu)):_____________________。

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