沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 |
開始沉淀的pH | 2.3 | 7.5 | 7.6 | 3.4 |
完全沉淀的pH | 4.1 | 9.7 | 9.2 | 5.2 |
分析 (1)按如圖所示裝置組裝好儀器,應(yīng)首先檢驗裝置的氣密性,加熱甲中玻璃管,當(dāng)乙裝置中不再有氣泡產(chǎn)生,即堿式碳酸鈷分解完畢,步驟中緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘,將裝置中生成的CO2和H2O全部排入乙、丙裝置中,以免影響測量結(jié)果;
(2)空氣中的水蒸氣和二氧化碳被乙丙裝置吸收產(chǎn)生誤差,在活塞a前,加裝裝置干燥管,裝置中盛放的堿石灰用來吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳;
(3)堿式碳酸鈷樣品3.65g,故生成水的質(zhì)量為0.36g,物質(zhì)的量為 $\frac{0.36g}{18g/mol}$=0.02mol,生成二氧化碳的質(zhì)量為0.88g,物質(zhì)的量為 $\frac{0.88g}{44g/mol}$=0.02mol,故氧化鈷的質(zhì)量為3.65g-0.36g-0.88g=2.41g,物質(zhì)的量為 $\frac{2.41g}{75g/mol}$=0.03mol,根據(jù)Co、H、C元素守恒計算xyz的比值得到化學(xué)式;
(4)含鈷廢料(含少量Fe、Al等雜質(zhì))制取CoCl2•6H2O,加入過量鹽酸酸浸加熱,加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子,加入碳酸鈣調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子、鋁離子全部沉淀,過濾得到濾液中加入鹽酸防止氯化鈷水解,通過蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶過濾洗滌干燥等操作得到CoCl2•6H2O;
①三價鐵離子易轉(zhuǎn)化為沉淀,所以要把二價鐵離子氧化為三價鐵離子;
②調(diào)節(jié)溶液的pH值,使溶液中鐵離子和鋁離子生成沉淀,而鈷離子存在溶液中,從而將鐵離子、鋁離子和鈷離子分開;
③加鹽酸調(diào)整pH為2~3的目的是抑制氯化鈷的水解.
解答 解:(1)按如圖所示裝置組裝好儀器,應(yīng)首先檢驗裝置的氣密性,加熱甲中玻璃管,當(dāng)乙裝置中不再有氣泡產(chǎn)生,即堿式碳酸鈷分解完畢,步驟中緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘,將裝置中生成的CO2和H2O全部排入乙、丙裝置中,以免影響測量結(jié)果,
故答案為:檢查裝置氣密性;不再有氣泡產(chǎn)生時將裝置中;生成的CO2和H2O(g)全部排入乙、丙裝置;
(2)空氣中的水蒸氣和二氧化碳被乙丙裝置吸收產(chǎn)生誤差,在活塞a前,加裝裝置干燥管,裝置中盛放的堿石灰用來吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳;
故答案為:未考慮空氣中的水蒸氣和二氧化碳對實驗的影響;
(3)堿式碳酸鈷樣品3.65g,故生成水的質(zhì)量為0.36g,物質(zhì)的量為 $\frac{0.36g}{18g/mol}$=0.02mol,生成二氧化碳的質(zhì)量為0.88g,物質(zhì)的量為 $\frac{0.88g}{44g/mol}$=0.02mol,故氧化鈷的質(zhì)量為3.65g-0.36g-0.88g=2.41g,物質(zhì)的量為 $\frac{2.41g}{75g/mol}$=0.03mol,根據(jù)Co、H、C元素守恒可知,x:y:z=0.03mol:0.02mol×2:0.02mol=3:4:2,故堿式碳酸鈷的化學(xué)式為Co3(OH)4(CO3)2,
故答案為:Co3(OH)4(CO3)2;
(4)①三價鐵離子易轉(zhuǎn)化為沉淀,所以要加入氧化劑過氧化氫把二價鐵離子氧化為三價鐵離子,而不會引入新的雜質(zhì),反應(yīng)的離子方程式為;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
故答案為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
②廢料加入鹽酸后生成氯化物,然后加入雙氧水,二價鐵離子被雙氧水氧化生成三價鐵離子,根據(jù)沉淀的pH值表格知,當(dāng)溶液的pH值為5.2時,鐵離子和鋁離子被完全沉淀,當(dāng)溶液的pH值為7.6時,鈷離子才開始產(chǎn)生沉淀,所以要想將鐵離子、鋁離子和鈷離子分離,溶液的pH值應(yīng)該不小于5.2不大于7.6,則操作I獲得的濾渣成分為Fe(OH)3和Al(OH)3;
故答案為:Fe(OH)3和Al(OH)3;
③加鹽酸調(diào)整pH為2~3的目的為抑制CoCl2的水解,
故答案為:抑制CoCl2的水解.
點評 本題考查學(xué)生對實驗原理理解、方案設(shè)計的評價、實驗裝置的理解、物質(zhì)組成的測定等,難度中等,理解實驗原理是解題的關(guān)鍵,是對知識的綜合運用,需要學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)與綜合運用分析解決問題的能力.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
物理量 實驗序號 | 0.1mol?L-1Fe2(SO4)3 的體積/mL | 30% H2O2 的體積/mL | H2O 的體積/mL |
1 | 0.5 | 15 | 24.5mL |
2 | 0.5 | 30 | 9.5 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 四種元素的最簡單氣態(tài)氫化物中W的沸點最高 | |
B. | W、X、Y、Z的簡單陰離子都會促進水的電離 | |
C. | 原子的半徑:Y>Z>W(wǎng)>X | |
D. | YX2、YX3通入BaCl2溶液中均有白色沉淀生成 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 16種 | B. | 28種 | C. | 48種 | D. | 60種 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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