题目内容
【题目】CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下:
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②酸性条件下,ClO3-不会氧化Co2+,ClO3-转化为Cl-;
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01mol/L)
④CoCl2·6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶生成无水氯化钴。
请回答:
(1)“加Na2CO3调pH至5.2”,过滤所得到的沉淀Ⅹ成分为___________。
(2)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示,萃取剂使用的适宜pH范围是___________。(填选项序号字母)
A 1.0~2.0 B 2.5~3.5 C 4.0~5.0
(3)为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量,称取2g的粗产品溶于水,配成100mL溶液,取出20mL置于锥形瓶,加入K2CrO4做指示剂( Ag2CrO4为砖红色沉淀),用0.2mol/L的AgNO3溶液滴定至终点,重复2-3次,平均消耗AgNO3标准溶液10.00mL。该粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数为___________。用K2CrO4做指示剂时,需要控制溶液pH值为6.5~10.5,试分析原因______________________。
【答案】Fe(OH)3, Al(OH)3 B 59.5% pH太小K2CrO4氧化Cl-(或转化为Cr2O72-); pH太大生成Ag(OH)沉淀 (或Ag2O沉淀)
【解析】
含钴废料中加入盐酸和亚硫酸钠,可得CoCl2、AlCl3、FeCl2、MgCl2、CaCl2、MnCl2,加入NaClO3,可得到FeCl3,然后加入Na2CO3调pH至5.2,可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,过滤后所得滤液主要含有CoCl2、MgCl2、CaCl2、MnCl2,向溶液中加入NaF溶液,除去钙镁离子,然后过滤得到的滤液中II中加入萃取剂,得到氯化钴。
(1)根据铝离子、铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成沉淀和二氧化碳进行解答;
(2)滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是除去锰离子;根据图示选择合适的pH范围;
(3)根据CoCl2·6H2O和AgNO3的物质的量关系,根据用去硝酸银的物质的量计算出CoCl2·6H2O的质量,再用纯物质的质量除以样品的质量得到质量分数。
(1)NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,加Na2CO3调pH至5.2,铝离子与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳,水解的离子方程式为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铁和二氧化碳,水解的离子方程式为:2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑,所以沉淀X的成分为:Fe(OH)3、Al(OH)3;
(2)根据流程图可知,此时溶液中存在Mn2+、Co2+金属离子;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2.5~3.5之间,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀,故选B;
(3) 设纯CoCl2·6H2O的质量为x,1mol氯离子消耗1mol银离子,故1molCoCl2·6H2O消耗2AgNO3,根据CoCl2·6H2O和硝酸银的物质的量关系,
,解得:x=0.238g,原来溶液100ml,计算得到氯化钴的质量为20ml的液体,故要把20ml的溶液换算成100ml溶液,CoCl2·6H2O的纯度为
59.5% ,pH太小K2CrO4氧化Cl-(或转化为Cr2O72-), pH太大生成AgOH沉淀,所以需要控制溶液pH值为6.5~10.5。
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【题目】一定温度下,在三个体积相同的恒容密闭容器中发生反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
容器 编号 | 温度(℃) | 起始物质的量(mol) | 平衡物质的量(mol) | |||
C(s) | H2O(g) | CO(g) | H2(g) | CO(g) | ||
Ⅰ | 500 | 1.0 | 1.0 | 0 | 0 | 0.4 |
Ⅱ | 500 | 0 | 0 | 2.0 | 2.0 | |
Ⅲ | 400 | 1.0 | 1.0 | 0 | 0 | 0.3 |
下列说法正确的是
A.该反应的正反应为吸热反应
B.达到平衡时,容器内的压强:2PⅠ<PⅡ
C.达到平衡时,反应物的转化率αⅠ(H2O)+αⅡ(CO)<1
D.若起始时向容器Ⅰ中加入2.7 mol C(s)、0.4mol H2O(g)、0.6mol CO(g)和0.6mol H2(g),则反应将向逆反应方向进行
【题目】含氮化合物在化学工业中有着重要的应用,回答下列问题:
(1)一定条件下,硝酸铵加热分解得到的产物只有N2O和H2O。250℃时,硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡,该分解反应的平衡常数表达式为K=___________;若有1mol硝酸铵完全分解,则转移电子的数目为___________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(2)硝基苯甲酸乙酯在碱性条件下发生反应:O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH。两种反应物的初始浓度均为0.80mol·L-1,T℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示。
t/s | 0 | 60 | 90 | 120 | 160 | 260 | 300 | 360 | 400 |
a/% | 0 | 33.0 | 41.8 | 48.8 | 58.0 | 69.0 | 70.4 | 71.0 | 71.0 |
①该反应在60~90s与90~120s内的平均反应速率分别约为___________,___________;比较两者大小可得出的结论是______________________。
②计算T℃时该反应的平衡常数为______________________。
③为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率,除可适当控制反应温度外,还可以采取的措施为______________________(写出一条即可)。