题目内容
水钴矿中除SiO2外，还有9.24% CoO、2.78% Fe2O3、0.96% MgO、0.084 % CaO。从中提取钴的主要工艺流程如下：
（1）在一定浓度的H2SO4溶液中，钴的浸出率随时间、温度的变化如图所示。考虑生产成本和效率，最佳的浸出时间为 小时，最佳的浸出温度为 ℃。
（2）请配平下列除铁的化学方程式：
Fe2(SO4)3+ H2O+ Na2CO3= Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+ Na2SO4+ CO2↑
（3）“除钙、镁”的原理反应为：MgSO4+2NaF=MgF2↓+Na2SO4 ；CaSO4+2NaF=CaF2↓+Na2SO4
已知Ksp（CaF2）=1.11×10－10，Ksp（MgF2）=7.40×10－11，加入过量NaF溶液反应完全后过滤，则滤液中
。
（4）“沉淀”中含杂质离子主要有SO42－、F－、 和 ；“操作X”包括 和 。
（5）某锂离子电池正极是LiCoO2，含Li+导电固体为电解质。充电时，Li＋还原为Li，并以原子形式嵌入电池负极材料碳-6（C6）中（如图所示）。电池反应为LiCoO2+C6 
CoO2+LiC6，写出该电池放电时的正极反应式 。
（16分）（1）12（2分），90（2分）
（2）3，6，6，1，5，6（2分）
3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6 (SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑
（3）1.5（3分）
（4）NH4＋（1分）、Na＋（1分）；洗涤（1分）、干燥（1分）
（5）CoO2 + Li＋ + e－=LiCoO2（3分）
解析试题分析：（1）读图可知，升高温度，钴的浸出率逐渐增大，因此60℃时生产效率太低，90℃时的生产效率与120℃时的生产效率相差不明显，但是120℃时生产成本远远大于90℃时生产成本；因此最佳浸出温度为90℃，而最佳浸出时间为12h；（2）观察可知，该反应不涉及氧化还原反应，可以用设1法配平；设Na2Fe6(SO4)4(OH)12的系数为1，根据铁原子守恒可得Fe2(SO4)3的系数为3；根据硫原子守恒可得Na2SO4的系数为5，根据钠原子守恒可得Na2CO3的系数为6，根据碳原子守恒可得CO2的系数为6，根据氢原子守恒可得H2O的系数为6，即3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6 (SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑；（3）c(Ca2+)/c(Mg2+)=[c(Ca2+)?c2(F－)]/[c(Mg2+)?c2(F－)]= Ksp（CaF2）/ Ksp（MgF2）=(1.11×10－10)/( 7.40×10－11)=1.5；（4）沉淀中所含杂质离子来自可溶性盐电离，可溶性盐来自沉淀步骤之前发生的反应，即加入稀硫酸酸浸时引入的硫酸根离子，加入碳酸钠除铁时引入的钠离子，加入氟化钠除去钙、镁时引入的氟离子，加入草酸铵沉淀钴离子时引入的铵根离子；除去四水合草酸钴沉淀中混有的可溶性物质，常用洗涤、干燥等操作；（5）放电时电池总反应为CoO2+LiC6=LiCoO2+C6，钴元素由+4降为+3价，锂元素由合金中的0升为+1价，则负极反应式为Li—e－=Li+，阳离子移向正极，则锂离子移向正极并参与正极上的反应，所以正极反应式为CoO2+ e－+ Li+= LiCoO2。
考点：考查有关物质制备的化学工艺流程，涉及钴浸出率的温度和时间图像分析、配平化学方程式、溶度积的计算、关键流程所涉及的反应原理、混合物分离与提纯的操作、新型充电电池的正极反应式等。
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案下列装置能达到实验目的的是
① ② ③ ④
| A．用①装置制取干燥的氨气 | B．用②装置除去淀粉溶液中的NaCl |
| C．③装置可用于氨气的收集、检验 | D．④装置可用排空气法收集氢气 |
下列实验设计或实验操作中，正确的是
| A．铜与浓硝酸反应制NO2：可采用下图装置 |
| B．分离乙酸和乙醇溶液：用分液漏斗进行分离 |
| C．稀硫酸和锌粒反应制取氢气：加入少许硫酸铜以加快反应速率 |
| D．鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液：分别向两种溶液滴加澄清石灰水至过量 |
在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2，可以制得纳米级碳酸钙（粒子直径在1~10nm之间）．下图所示A~E为实验室常见的仪器装置（部分固定夹持装置略去），请根据要求回答问题．
（1）实验室制备NH3的反应方程式：_______________________________；
（2）实验室制取、收集干燥的NH3，需选用上述仪器装置的接口连接顺序是（选填字母）：a接 ， 接 ， 接h；
（3）向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2气体制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是 ，试写出制纳米级碳酸钙的离子方程式 ；
（4）在浓CaCl2溶液和NH3用量正确的情况下，CO2不足或过量都会导致纳米级碳酸钙产量下降，若CO2过量溶液中大量存在的离子有（不考虑弱电解质的电离和盐类水解产生的少量离子）________________,
（5）取反应后去除了CaCO3的溶液分别做以下实验，下列实验判断合理的是：_________．
| A．滴加少量Na2CO3溶液，若有沉淀说明CO2一定不足 |
| B．滴加少量盐酸，若有气泡，CO2一定过量 |
| C．测量溶液pH，若大于7，CO2一定不足量 |
| D．滴加少量BaCl2溶液，若无沉淀，CO2一定没有过量 |
锌钡白是一种白色颜料。工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成：BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓。请根据以下工业生产流程回答有关问题。
I．ZnSO4溶液的制备与提纯：
有关资料：a．菱锌矿的主要成分是ZnCO3，含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等；b．Zn(OH)2与Al(OH)3相似，能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2；
（1）滤渣1的化学式为 ；②中使用的氧化剂最好是下列的 （填序号）。
| A．Cl2 | B．H2O2 | C．KMnO4 | D．浓HNO3 |
（3）步骤④发生的离子反应方程式为 。
II．BaS溶液的制备
有关数据：Ba（s）＋S（s）＋2O2（g）＝BaSO4（s） △H1 = －1473.2 kJ?mol－1
C（s）＋ 1/2O2（g）＝CO（g） △H2 = －110.5 kJ?mol－1
Ba（s）＋ S（s）＝BaS（s） △H3 = －460 kJ?mol－1
（4）若煅烧还原的产物仅为BaS和CO，则其反应的热化学方程式为：
。
Ⅲ.制取锌钡白
（5）如果Ⅰ中步骤⑤使用硫酸过量，产生的后果是 。
工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生产纯碱。请回答下列问题：
（1）卢布兰芳是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行煅烧，再浸取，结晶而制得纯碱。
①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为___________；
②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为_________（已知产物之一为CaS）；
（2）氨碱法的工艺如下图所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。
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| |  |
②装置乙中发生反应的化学方程式为_______；
（3）联合制碱法对氨碱法的改进，其优点是______________；
（4）有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石为原料制碳酸钾。请结合下图的溶解度（S）随温度变化曲线，分析说明是否可行？__________。
（12分）氯酸钾热分解是实验室制取氧气的一种方法，某探究小组查阅资料得知，氯酸钾在不同条件下分解结果如下：
| 实验 | 反应体系 | 第一放热峰温度（℃） | 第二放热峰温度（℃） |
| l | KC1O3 | 400（无气体放出） | 480（有少量气体放出） |
| 2 | KC1O3+MnO2 | 350（有大量气体放出） | |
KCl+2O2↑，请写出在400℃的化学反应方程式 （提示：反应中只有氯元素的化合价改变）。该小组同学利用实验2来制取氧气时，在实验中发现生成的气体略带颜色、并有刺激性气味。
【提出问题】实验中生成的气体中除了氧气外还含有什么物质？
【查阅资料】1．二氧化氯常温下是黄色有强烈刺激性气味的气体
2．二氧化氯具有强氧化性，在溶液中能够把二价锰氧化成四价锰，使之形成不溶于水的二氧化锰（2ClO2+5Mn2++6H2O＝5MnO2↓+12H++2Cl—），而氯气不能。
【提出假设】假设l：含有氯气；假设2：含有二氧化氯。
【设计实验】甲同学设计实验验证假设1成立。
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| 将产生的气体接触湿润的淀粉碘化钾试纸 | | 假设l正确 |
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| | | 假设2正确 |