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鈷的化合物具有重要的經濟價值,以含鈷廢料(含少量Fe、Al等雜質)制取Co3O4的一種工藝如下:
已知:
 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3
 開始沉淀 2.3 7.5 7.6 3.4
 完全沉淀 4.0 9.7 9.2 5.2
請回答下列為題:
(1)凈化除雜時,加入H2O2發(fā)生反應的離子方程式為
 

(2)通入NH3調節(jié)溶液pH為5.2-7.6,則操作I獲得的濾渣成分為
 

(3)實驗測得NH4HCO3溶液顯堿性,制備Co3O4時,選用的加料方式是
 
(填代號)原因
 

a.將濾液與NH4HCO3溶液同時加入到反應容器中
b.將濾液緩緩加入到盛有NH4HCO3溶液反應容器中
c.將NH4HCO3溶液緩緩加入到盛有濾液的反應容器中
寫出生成Co3O4過程中方式反應的離子方程式
 

(4)實驗獲得的Co3O4經充分洗滌干燥后,在空氣中燃燒可得到Co3O4
①洗滌Co3O4沉淀的操作為
 

②若洗滌不充分,Co3O4沉淀表面混有的雜質時最終產品的純度并無明顯影響,但燃燒時會造成環(huán)境污染,原因是
 

③實驗室高溫燃燒時,用于盛放Co3O4固體的儀器名稱是
 
考點:物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用
專題:
分析:含Co廢料中含有Fe、Al等雜質,向廢料中加入過量稀鹽酸并加熱,發(fā)生反應2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,向溶液中加入雙氧水發(fā)生反應2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,然后向溶液中通入氨氣,通入NH3調節(jié)溶液pH為5.2-7.6,所以發(fā)生反應為2Al3++3NH3.H2O=2Al(OH)3↓+3NH4+、2Fe3++3NH3.H2O=2 Fe(OH)3↓+3NH4+,然后過濾,濾渣為Al(OH)3、Fe(OH)3,NH4HCO3溶液呈堿性,為防止生成Co(OH)2沉淀,應將碳酸氫銨溶液加入濾液中,使其生成CoCO3沉淀,然后過濾、洗滌得到CoCO3沉淀,將CoCO3焙燒得到Co3O4,據此分析解答.
解答: 解:含Co廢料中含有Fe、Al等雜質,向廢料中加入過量稀鹽酸并加熱,發(fā)生反應2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,向溶液中加入雙氧水發(fā)生反應2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,然后向溶液中通入氨氣,通入NH3調節(jié)溶液pH為5.2-7.6,所以發(fā)生反應為2Al3++3NH3.H2O=2Al(OH)3↓+3NH4+、2Fe3++3NH3.H2O=2 Fe(OH)3↓+3NH4+,然后過濾,濾渣為Al(OH)3、Fe(OH)3,NH4HCO3溶液呈堿性,為防止生成Co(OH)2沉淀,應將碳酸氫銨溶液加入濾液中,使其生成CoCO3沉淀,然后過濾、洗滌得到CoCO3沉淀,將CoCO3焙燒得到Co3O4
(1)通過以上分析知,凈化除雜時,加入H2O2發(fā)生反應的離子方程式為2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,故答案為:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
(2)通過以上分析知,通入NH3調節(jié)溶液pH為5.2-7.6,則操作I獲得的濾渣成分為Al(OH)3、Fe(OH)3,故答案為:Al(OH)3、Fe(OH)3;
(3)NH4HCO3溶液呈堿性,為防止生成Co(OH)2沉淀,應將碳酸氫銨溶液加入濾液中,使其生成CoCO3沉淀,所以選用的加料方式是c,生成Co3O4過程中方式反應的離子方程式為Co2++2HCO3-=CoCO3↓+H2O+CO2↑,
故答案為:c;防止生成Co(OH)2沉淀;Co2++2HCO3-=CoCO3↓+H2O+CO2↑;
(4)①洗滌Co3O4沉淀的操作為:沿玻璃棒向過濾器中加蒸餾水至浸沒沉淀,待水流出后,重復操作2-3次,故答案為:沿玻璃棒向過濾器中加蒸餾水至浸沒沉淀,待水流出后,重復操作2-3次;
②溶液中含有氯化銨,若洗滌不充分,Co3O4沉淀表面混有的雜質氯化銨不穩(wěn)定,受熱易分解生成氨氣和HCl而污染環(huán)境,
故答案為:焙燒時氯化銨分解生成氨氣和HCl;
③實驗室高溫燃燒時,用于盛放Co3O4固體的儀器名稱是坩堝,故答案為:坩堝.
點評:本題考查混合物的分離和提純,為高考高頻點,側重考查分析、推斷、儀器選取和運用、基本操作等知識點,綜合性較強,明確流程圖中發(fā)生的反應、基本操作是解本題關鍵,難點是判斷(3)中藥品滴加順序,為易錯點.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

25℃時,下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是( 。
A、pH=1的無色溶液中:Na+、Cu2+、Cl-、CO32-
B、使酚酞呈紅色的溶液中:K+、Na+、NO3-、Cl-
C、0.1 mol/L的FeCl2溶液中:H+、Al3+、SO42-、ClO-
D、由水電離出的c(H+)=1×10-10mol/L的溶液中:Mg2+、NH4+、SO42-、HCO3-

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列離子方程式書寫正確的是( 。
A、用濃硫酸與4-溴-1-丁醇加熱發(fā)生消去反應:BrCH2CH2CH2CH2OH 
濃硫酸
CH2=CHCH=CH2↑+HBr↑+H2O
B、過氧化鈉固體與水反應:2O22-+2H2O=4OH-+O2
C、向CuSO4溶液中滴加過量的氨水:Cu2++2NH3?H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+
D、用侯氏制堿法制得NaHCO3:Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4+

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列有關物質組成、分類正確的是(  )
A、鹽酸、硫酸、硝酸都是強氧化性酸
B、新制氯水的溶質主要是次氯酸分子
C、純堿、燒堿的成分分別是碳酸鈉、氫氧化鈉
D、苯、聚苯乙烯、聚乙烯的組成元素以及元素質量比相等

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列關系不正確的是( 。
A、沸點:苯酚>甲醛>氯仿
B、2,2,3,3-四甲基丁烷、新戊烷、乙烷中化學環(huán)境相同的H原子種類一樣多
C、密度:溴苯>H2O>苯
D、等物質的量物質燃燒耗O2量:苯=C6H5COOH

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科目:高中化學 來源: 題型:

①CaCO3=CaO+CO2 △H=+177.7kJ?mol-1
②C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=131.3kJ?mol-1
1
2
H2SO4(aq)+NaOH(aq)=
1
2
Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ
④C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ?mol-1
⑤CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H=-283kJ?mol-1
⑥HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ?mol-1
(1)上述熱化學方程式中,不正確的有
 
;
(2)上述反應中,表示燃燒熱的熱化學方程式有
 
;表示中和熱的熱化學方程式有
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

硝酸工業(yè)中尾氣(NO、NO2)可用純堿溶液吸收,發(fā)生反應方程式有二個,①2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2,②寫出等物質的量的NO、NO2與Na2CO3溶液反應的化學方程式:
 

(1)配制1000g質量分數為21.2%的純堿溶液所需要的玻璃儀器有量筒、玻璃棒外,還有
 

(2)根據反應①每產生22.4L(標準狀況下)CO2,吸收液的質量將增加
 
g.
(3)用上述純堿吸收液吸收尾氣,每產生22.4L(標準狀況下)CO2時,吸收液質量就增加44g,則吸收液中 NaNO2和NaNO3物質的量之比為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

化學在工業(yè)生產和日常生活中有著重要的應用.下列說法不正確的是( 。
A、鐵表面鍍銅,鐵作陽極
B、明礬水解形成的Al(OH)3 膠體能吸附水中懸浮物,可用于水的凈化
C、鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應:O2+2H2O+4e-═4OH-
D、在輪船外殼上鑲入鋅塊,可減緩船體的腐蝕速率

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科目:高中化學 來源: 題型:

煤燃燒的反應熱可通過以下兩種途徑來利用:
a.利用煤在充足的空氣中直接燃燒產生的反應熱;
b.先使煤與水蒸氣反應得到氫氣和一氧化碳,然后使得到的氫氣和一氧化碳在充足的空氣中燃燒.這兩個過程的熱化學方程式為:
a.C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=E1
b.C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=E2
H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(g)△H=E3
CO(g)+
1
2
O2(g)═CO2(g)△H=E4
請回答:
(1)與途徑a相比,途徑b有較多的優(yōu)點,即
 

(2)上述四個熱化學方程式中的哪個反應△H>0?
 

(3)等質量的煤分別通過以上兩條不同的途徑產生的可利用的總能量關系正確的是
 

A.a比b多    B.a比b少     C.a與b在理論上相同
(4)根據能量守恒定律,E1、E2、E3、E4之間的關系為
 

(5)已知:
①CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H1=-283.0kJ/mol
②H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(l)△H2=-285.8kJ/mol
③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H3=-1370kJ/mol
則④2CO(g)+4H2(g)=H2O(l)+C2H5OH(l)的△H=
 

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