1.一种含铝、锂、钴的新型电子材料,生产中产生的废料数量可观,废料中的铝以金属铝箔的形式存在;钴以Co2O3·CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面;锂混杂于其中。 从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下:
(1)过程Ⅰ中采用NaOH溶液溶出废料中的Al,反应的离子方程式为 。
(2)过程Ⅱ中加入稀硫酸酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出含钴物质的化学反应方程式为 (产物中只有一种酸根)。在实验室模拟工业生产时,也可用盐酸浸出钴,但实际工业生产中不用盐酸,请分析不用盐酸浸出钴的主要原
因: 。
(3)过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3,碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用,请写出该反应的离子方程式: 。 (4)碳酸钠溶液在过程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同,请写出在过程Ⅳ中起的作用是 。
(5)在Na2CO3溶液中存在多种粒子,下列各粒子浓度关系正确的是 (填序号)。 A.c(Na)=2c(CO3) B.c(Na)>c(CO3)>c(HCO3) C.c(OH)>c(HCO3)>c(H)
D.c(OH)-c(H)=c(HCO3)+2c(H2CO3)
(6)CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色,利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl2·6H2O晶体受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线,A物质的化学式是 。
-+
-++
2-
2--
-
+
-
2.硝酸锶[Sr(NO3)2]常作为制备焰火、信号弹的原料。实验室以生产碳酸锶工厂的废渣(含SrCO3 38.40%,SrO 12.62%,CaCO3 38.27%,BaCO3 2.54%,MgCO3 1.88%,其他不溶于硝酸的杂质6.29%)为原料制备硝酸锶粗品的部分实验过程如下:
两种盐的溶解度/g
温度/℃ 物质 Sr(NO3)2 0 20 30 45 60 80 28.2 40.7 47 129 47.2 48.3 49.2 300 358 Ca(NO3)2·4H2O 102 152 230 (1)废渣粉碎的目的是 。 (2)由浸取后得到的混合物制备硝酸锶粗品的实验步骤依次为① ;② ;③ ;④洗涤,干燥。
(3)制得的硝酸锶粗品中含有少量Ca(NO3)2、Ba(NO3)2等杂质。实验室测定硝酸锶纯度的实验步骤如下:准确称取一定质量的硝酸锶样品,加入1∶1无水乙醇与乙醚的混合液萃取硝酸钙,用水溶解分离硝酸钙后的样品,于250 mL容量瓶中定容得样品溶液。准确移取25.00 mL样品溶液,调节pH为7,加入指示剂,加热至微沸,立即用碳酸钠标准溶液滴定至终点。另取样品溶液用比浊法测得硝酸钡的含量。滴定过程中反应的离子方程式如下: Sr+CO3Ba+CO3
2+2+
2-2-
SrCO3↓ BaCO3↓
①滴定选用的指示剂为 ,滴定终点观察到的现象为 。 ②若滴定前样品中Ca(NO3)2没有除尽,所测定的硝酸锶纯度将会 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
非选择题专项训练六 图表数据型
1.规范答题:(1)2Al+2OH+2H2O(2)4Co2O3·CoO+Na2S2O3+11H2SO4
染环境(合理即可)
(3)2Al+3CO3+3H2O
2-3+
-
2AlO2+3H2↑
12CoSO4+Na2SO4+11H2O Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2,污
-
2-
2Al(OH)3↓+3CO2↑
2+
(4)调整pH,提供CO3,使Co沉淀为CoCO3 (5)BCD (6)CoCl2·2H2O
解析:(2)废料中Co为+3价和+2价,由工艺流程中过程Ⅱ后溶液中只含有Co,则可知Co氧化S2O3,还原产物为Co,由产物中只有一种酸根可知氧化产物只有SO4。(3)Al与CO3可以发生相互促进的水解反应生成Al(OH)3沉淀。(4)由过程Ⅳ中提示加入Na2CO3后调节pH及产生CoCO3沉淀可获得其在过程中的作用。(5)由于CO3一小部分发生水解生成HCO3,水解方程式:CO3+H2OHCO3+OH,则c(Na)>2c(CO3),A项错误,B项正确;水解及水的电离均会产生OH,则C项正确;D项中等式为Na2CO3溶液中质子守恒等式的变形,质子守恒式为c(OH)=c(H)+c(HCO3)+2c(H2CO3)。(6)由无水CoCl2可知其物质的量为n(CoCl2)=6510 g÷130 g·mol=510 mol,A中含有水的物质的量为n(H2O)=(83-65)10 g÷18 g·mol=110 mol,则n(CoCl2)∶n(H2O)=1∶2,即A物质为CoCl2·2H2O。
2.规范答题:(1)增加反应物的接触面积,提高溶解速率,提高原料的利用率 (2)①(趁热)过滤 ②蒸发结晶 ③趁热过滤 (3)①酚酞 溶液由无色变为浅红色且30 s内不褪色 ②偏高
解析:(2)酸浸后,过滤除去不溶性杂质。滤液的主要成分还有Sr(NO3)2、Ca(NO3)2,由于Ca(NO3)2·4H2O的溶解度随温度的升高变化特别大,所以采用蒸发结晶、趁热过滤的方法可得Sr(NO3)2晶体。(3)实验室的方法是用碳酸钠沉淀Sr和Ba,若到达滴定终点,再加碳酸钠,溶液呈碱性,因此用酚酞作指示剂,到达终点时,溶液由无色变为浅红色且30 s内不褪色。用比浊法测出Ba的含量,即可知Sr消耗的CO3,从而求出硝酸锶的含量。若硝酸钙没有除尽,Ca也会消耗碳酸钠,使碳酸钠的量增多,所得硝酸锶的纯度偏高。
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