题目内容
【题目】草酸钴是制作氧化钴和金属钴的原料。一种利用含钴废料(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)制取CoC2O4的工艺流程如图
(1)“550℃焙烧”的目的是___；
(2)“浸出液”的主要成分是___；
(3)“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，反应的离子方程式为___；
(4)“净化除杂1”过程中,先在4050℃加入H2O2,其作用是___(用离子方程式表示);再升温至8085℃,加入Na2CO3溶液，调pH至4.5，“滤渣1”主要成分的是___.
(5)“净化除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去,若所得滤液中c(Ca2+)=1.0×l05mol/L,则滤液中c(Mg2+)为___[已知Ksp(MgF2)=7.35×1011、Ksp(CaF2)=1.05×1010.]
(6)为测定制得样品的纯度,现称取1.00g样品,将其用适当试剂转化,得到草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液,再用过量稀硫酸酸化,用0.1000mol/LKMnO4溶液滴定,达到滴定终点时,共用去KMnO4溶液26.00mL，则草酸钴样品的纯度为___.(保留两位小数)
【答案】除去碳和有机物 NaAlO2 2Co3++
+H2O=2Co2++
+2H+ 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O Fe(OH)3 7.0×10-6mol/L 95.55%．
【解析】
根据流程分析可知，利用含钴废料(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)制取CoC2O4，需要将碳及有机物在550℃煅烧除去，利用NaOH将Al2O3溶解转化为NaAlO2进入浸出液；利用还原剂Na2SO3将Co3+还原为Co2+，同时也会将Fe3+还原为Fe2+；在“净化除杂1”过程中，需加入氧化剂，同时调节pH，将Fe2+转化为Fe3+，进而转化为Fe(OH)3沉淀；然后加入过量的NaF溶液，将Mg2+、Ca2+转化为MgF2、CaF2沉淀除去；最后加入(NH4)2C2O4溶液，将Co2+转化为CoC2O4，据此分析解答。
(1)碳及有机物具有可燃性，含钴废料中的碳及有机物在550℃焙烧时可以生成二氧化碳等被除去，故答案为：除去碳和有机物；
(2)各种氧化物中，只有Al2O3溶于NaOH溶液，发生反应Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O，所以“浸出液”的主要成分是NaAlO2，故答案为：NaAlO2；
(3)“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，同时Na2SO3转化为Na2SO4，反应的离子方程式为2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+。答案为：2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+；
(4)“净化除杂1”过程中，需加入氧化剂，同时调节pH，将Fe2+转化为Fe3+，进而转化为Fe(OH)3沉淀。所以，在40～50℃加入H2O2溶液，其目的是2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；再升温至80～85℃，加入Na2CO3溶液，调pH至5，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，所以“滤渣I”的主要成分是Fe(OH)3。答案为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；Fe(OH)3；
(5)根据Ksp(CaF2) =1.05×10-10，若所得滤液中c(Ca2+)=1.0×l0-5mol /L，则c(F-)=
=
mol /L，则c(Mg2+)=
=
=7.0×10-6mol/L，故答案为7.0×10-6mol/L；
(6)设草酸钴的质量为x，根据方程式：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，草酸根守恒可得：5CoC2O4~5(NH4)2C2O4~5H2C2O4~2MnO4-，则n(CoC2O4)=n(H2C2O4)=
×0.1000mol/L×0.026L=0.0065mol，该产品的纯度为
=95.55%。答案为：95.55%。
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【题目】利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：
（1）该图中有两处未画出，它们是______、__________。
（2）为什么所用NaOH溶液要稍过量_________________。
（3）倒入NaOH溶液的正确操作是_______________________。
（4）现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为______。
（5）假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：
实验 序号 | 起始温度t1/ ℃ | 终止温度t2/ ℃ | |
盐酸 | 氢氧化钠溶液 | 混合溶液 | |
1 | 20.0 | 20.1 | 23.2 |
2 | 20.2 | 20.4 | 23.4 |
3 | 20.5 | 20.6 | 23.6 |
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝______(结果保留一位小数)。
（6）____(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是______。
