题目内容
【题目】草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备．用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)制取CoC2O42H2O工艺流程如下
已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：
沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Co(OH)2 | Fe(OH)2 | Mn(OH)2 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 5.2 | 9.2 | 9.6 | 9.8 |
(1)Co2O3中Co的化合价是________________
(2)写出浸出过程中Na2SO3与Co2O3发生反应的离子方程式：________________________________________
(3)浸出液中加入NaClO3的目的是______________________________________
(4)加Na2CO3能使浸出液中某些金属离子转化成氢氧化物沉淀，沉淀除Al(OH)3外，还有的成分是____________，(填化学式)试用离子方程式和必要的文字简述其原理： _____________________________________________________________________________________
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图，萃取剂的作用是____________________；其使用的适宜pH范围是_____．
A．2.0～2.5 B．3.0～3.5 C．4.0～4.5
(6)滤液I“除钙、镁”是将其转化为MgF2、CaF2沉淀．已知Ksp(MgF2)=7.35×10﹣11、Ksp(CaF2)=1.05×10﹣10，当加入过量NaF后，所得滤液 c(Mg2+)/c(Ca 2+) =_______．
(7)用m1 kg水钴矿(含Co2O3 60%)制备CoC2O42H2O，最终得到产品 m2 kg，产率为________________。(不要求得出计算结果，只需列出数字计算式)。
【答案】+3 SO32+ Co2O3 +4H+=2Co2++SO42+2H2O 将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+ Fe(OH)3 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+，加入的碳酸钠(或CO32-)与H+反应，c(H+)降低，从而促进水解平衡向右移动 除去溶液中的Mn2+ B 0.7 366×0.6m1/166 m2 (1.32m1/ m2)
【解析】
亚硫酸钠具有还原性，浸出过程将Fe3+、Co3+还原为Fe2+、Co2+； NaClO3具有氧化性，能将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+，自身被还原生成氯离子，同时生成水；加入的碳酸钠（或CO32-）与H+反应，c（H+）降低，从而促进水解平衡向右移动，产生氢氧化铁、氢氧化铝沉淀；加入过量NaF除掉钙离子和镁离子；由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+转化为Co（OH）2沉淀；加入草酸铵制得草酸钴晶体。
(1)Co2O3中Co的化合价是+3价；
(2) Na2SO3与Co2O3发生反应氧化还原反应；
(3)加入NaClO3的目的是将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+；
(4) 加入的碳酸钠（或CO32-）与H+反应，c（H+）降低，从而促进水解平衡向右移动，产生氢氧化铁、氢氧化铝沉淀；
(5)由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+转化为Co（OH）2沉淀；
正确答案：除去溶液中的Mn2+ B。
(6)所得滤液 c(Mg2+)/c(Ca 2+)= Ksp(MgF2)/ Ksp(CaF2)= 7.35×10﹣11/1.05×10﹣10=0.7；
正确答案:0.7。
(7)利用关系式发计算；
(1)Co2O3中Co的化合价是+3价；
正确答案：+3
(2) Na2SO3与Co2O3发生反应氧化还原反应，离子方程式为SO32+ Co2O3 +4H+=2Co2++SO42+2H2O；
正确答案：SO32+ Co2O3 +4H+=2Co2++SO42+2H2O
(3)加入NaClO3的目的是将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+；
正确答案：将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+
(4) 加入的碳酸钠（或CO32-）与H+反应，c（H+）降低，从而促进水解平衡向右移动，产生氢氧化铁、氢氧化铝沉淀；
正确答案：Fe(OH)3 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+，加入的碳酸钠(或CO32-)与H+反应，c(H+)降低，从而促进水解平衡向右移动。
(5)由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+转化为Co（OH）2沉淀；
(6)所得滤液 c(Mg2+)/c(Ca 2+) 等于Ksp之比计算；
(7)利用关系式发计算；
理论产量： Co2O3～2CoC2O42H2O
166 366
m1×60% 366×m1×60%/166
产率为实际产量比理论产量:m2/(366×m1×60%/166)= 366×0.6m1/166 m2(1.32m1/m2)；
正确答案: 366×0.6m1/166 m2(1.32m1/m2)。
【题目】丙烯酸甲酯(CH2＝CHCOOCH3)是一种重要的有机化工原料。实验室制备少量丙烯酸甲酯的反应为：CH2＝CHCOOH+CH3OH
CH2＝CHCOOCH3+H2O，步骤如下：
步骤1：在100mL圆底烧瓶中依次加入10.0g丙烯酸、少许碎瓷片、10mL甲醇和2mL浓硫酸，搅拌。
步骤2：如图，连接装置，加热烧瓶中的混合液，用锥形瓶盛接通过分水器分离出的水。当不再有水生成，停止加热。
步骤3：反应液冷却后，依次用5%Na2CO3溶液、饱和食盐水、水洗涤。
分离出有机相。
步骤4；向有机相中加无水Na2SO4固体，过滤后蒸馏，收集70～90℃馏分。测得丙烯酸甲酯的质量为6.45g。
可能用到的信息：
密度 | 沸点 | 溶解性 | ||
丙烯酸 | 1.05 g·cm－3 | 141℃ | 与水互溶，易溶于有机溶剂 | 有毒 |
甲醇 | 0.79 g·cm－3 | 65℃ | 与水互溶，易溶于有机溶剂 | 易挥发，有毒 |
丙烯酸甲酯 | 0.95 g·cm－3 | 80.5℃ | 难溶于水，易溶于有机溶剂 | 易挥发 |
请回答下列问题：
（1）步骤1中，加入碎瓷片的目的是___。
（2）步骤2中，图中所示装置中仪器A的名称是___，其作用为___。
（3）步骤3中，用5%Na2CO3溶液洗涤，主要除去的物质是___；分离有机相的操作名称为__，分离有机相时不需要用到下列玻璃仪器中的__ (填名称)。
（4）实验中可能生成的有机副产物结构简式为____ (填一种即可)。
（5）本实验中丙烯酸甲酯的产率为___%。实际产率低于理论值的原因有多种，下列所述原因中不可能的是___ (填字母)。
a.分水器收集的水里含丙烯酸甲酯 b.本实验条件下发生了副反应
c.产品在洗涤、蒸发过程中有损失 d.产品精制时收集部分低沸点物质
（6）本实验中需要采取的安全防护措施有____。
【题目】电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡等，请回答下列问题。
(1)已知部分弱电解质的电离常数如下表：
弱电解质 | NH3.H2O | HCOOH | HCN | H2CO3 |
电离常数(25℃) | Kb = 1.8×10 5 | Ka = 1. 77×10 4 | Ka=4.3×1010 | Ka1=5.0×107 Ka2=5.6×1011 |
① 已知25℃时，HCOOH( aq) +OH ( aq)=HCOO(aq) +H2O(l) △H=a kJ/mol H+(aq) +OH(aq) =H2O(l) △H=b kJ/mol 甲酸电离的热化学方程式为______________。
②取浓度相同的上述三种酸溶液，溶液pH最大的是_________，稀释相同的倍数后，溶液pH变化最大的是____________________。
③分别取等浓度、等体积HCOOH和HCN溶液，加入同浓度的NaOH溶液中和，当溶液呈中性时消耗NaOH溶液的体积：V (HCOOH)______ V (HCN) (填“>”、“<”或“=”)。
④0.1 moI/L NaCN溶液和0.1mol/L NaHCO3溶液中，c(CN)______c(HCO3 )(填“>”、“<”或“=”)。
⑤常温下，pH相同的三种溶液a.HCOONa b.NaCN c.Na2CO3，其物质的量浓度由大到小的顺序是_____________(填编号)。
⑥将少量CO2通入NaCN溶液，反应的离子方程式是__________________________________。
⑦若NH3·H2O与CO2恰好完全反应生成正盐，则此时溶液呈________性(填“酸”或“碱”)。向该溶液中通入________气体可使溶液呈中性(填“CO2”或“NH3”)。此时溶液中c(NH4+)/c(CO3 2) ________2(填“＞”“＜”或“＝”)
(2)室温下向10 mL 0.1 mol·L－1NaOH溶液中加入0.1 mol·L－1的一元酸HA，溶液pH的变化曲线如图所示。
① HA的电离方程式是____________________________
② a、b、c处溶液中水的电离程度最大的是_______________
③ c点所示的溶液中除水分子外的微粒浓度由大到小的顺序依次为______________________________。
(3)常温下，将等体积0.1 molL－1NaOH和n molL-1HA混合，溶液呈中性，该温度下HA的电离常数Ka=___________(用含有n的式子表达)
【题目】(2016·天津卷) 下表为元素周期表的一部分。
碳 | 氮 | Y | |
X | 硫 | Z |
回答下列问题：
（1）Z元素在周期表中的位置为__________。
（2）表中元素原子半径最大的是(写元素符号)__________。
（3）下列事实能说明Y元素的非金属性比S元素的非金属性强的是__________。
a．Y单质与H2S溶液反应，溶液变浑浊
b．在氧化还原反应中，1 mol Y单质比1 mol S得电子多
c．Y和S两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高
（4）X与Z两元素的单质反应生成1 mol X的最高价化合物，恢复至室温，放热687 kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为69 ℃和58 ℃，写出该反应的热化学方程式：__________。
（5）碳与镁形成的1 mol化合物Q与水反应，生成2 mol Mg(OH)2和1 mol烃，该烃分子中碳氢质量比为9∶1，烃的电子式为__________。Q与水反应的化学方程式为__________。
（6）铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应，生成的盐只有硫酸铜，同时生成的两种气体均由上表中两种元素组成，气体的相对分子质量都小于50。为防止污染，将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐，消耗1 L 2.2 mol/L NaOH溶液和1 mol O2，则两种气体的分子式及物质的量分别为__________，生成硫酸铜物质的量为__________。
