Question

【题目】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。(已知Co2O3的氧化性>Cl2的氧化性)从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下：

已知：①CoCO3的溶度积为：Ksp=1.0×10-13；

②溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol/L时认为该离子沉淀完全。

(1)“碱溶”前通常将废料粉碎，其目的是____________。

(2)过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的A1，反应的离子方程式为_________________。

(3)过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出含钻物质的反应化学方程式为 (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______________________________________。

(4)过程III得到锂铝渣的主要成分是LiF和AI(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__________________________________。

(5)将2.0×10-4 mol/LCoSO4与2.2×10-4mol/L的Na2CO3等体积混合，此时溶液中的Co2+的浓度为__________，Co2+是否沉淀完全? __________(填“是”或“否”)。

(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。如图是粉红色的CoCl2·6H2O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，物质B的化学式是____________________。

【答案】 略 略 略 略 略 略 略 略

【解析】(1). “碱溶”前通常将废料粉碎，可以增大固体反应物的接触面积，加快反应速率，故答案为：增大反应物接触面积，加快反应速率；

(2). NaOH溶液和Al反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2A1+2OH－+2H2O=2A1O2－+3H2↑，故答案为：2A1+2OH－+2H2O=2A1O2－+3H2↑；

(3). 废料中钴以Co2O3·CoO的形式存在，钴的化合价为+2价和+3价，由流程图可知，加入Na2S2O3溶液后，钴全部变为+2价，说明Co3+氧化S2O32－，还原产物为Co2+，由产物中只有一种酸根离子可知氧化产物为SO42－，根据得失电子守恒和原子守恒，浸出含钴物质的反应化学方程式为：4Co2O3·CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O，由题中信息可知，Co2O3的氧化性>Cl2的氧化性，则Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2，污染环境，所以实际工业生产中不用盐酸浸出含钴物质，故答案为：4Co2O3·CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O；Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2，污染环境；

(4). 在过程III中加入碳酸钠溶液，碳酸根离子和铝离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀，离子方程式为：2A13++3CO32－+3H2O=2A1(OH)3↓+3CO2↑，故答案为：2A13++3CO32－+3H2O=2A1(OH)3↓+3CO2↑；

(5). 将2.0×10-4mol/LCoSO4与2.2×10-4mol/L的Na2CO3等体积混合，Co2＋与CO32－反应生成CoCO3，离子方程式为：Co2＋+ CO32－= CoCO3，由离子方程式可知，反应后的溶液中c(CO32－)=( 2.2×10-4－2.0×10-4)mol/L÷2=1×10－5mol/L，则反应后的溶液中c(Co2＋)==1.0×10-8mol/L，c(Co2＋)＜1.0×10-5mol/L，所以Co2＋沉淀完全，故答案为：1.0×10-8mol/L；是；

(6). 据图可知，n(CoCl2)=65×10-3g÷130g/mol=5×10-4mol，B中含有水的物质的量为n(H2O)=(74－65)×10-3g÷18g/mol=5×10-4mol，则n(CoCl2): n(H2O)=1:1，则物质B为CoCl2·H2O，故答案为：CoCl2·H2O。

题型】综合题
【结束】
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【题目】砷元素广泛存在于自然界，砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂等。

(1)砷的常见氧化物有As2O3和As2O5，其中As2O5热稳定性差。根据图1写出As2O3转化为As2O5的热化学方程式__________________________________。

(2)砷酸钠具有氧化性，298K时，在100mL烧杯中加入10mL0.1 mol/L Na3AsO4溶液、20mL0.1 mol/L KI溶液和20mL0.05mol/L硫酸溶液，发生下列反应：AsO43-(无色)+12(浅黄色)+H2O △H。测得溶液中c(I2)与时间(t)的关系如图2所示(溶液体积变化忽略不计)。

①升高温度，溶液中AsO43-的平衡转化率减小，则该反应的△H________0(填“大于”“小于”或“等于”)。

②0~10min内，I的反应速率v(Iˉ)= ____________。

③下列情况表明上述可逆反应达到平衡状态的是_______(填字母代号)。

a.c(AsO33-)+c(AsO42-)不再变化 b.溶液颜色保持不再变化

C.c(AsO33-)与c(AsO42-)的比值保持不再变化 d.I的生成速率等于I2的生成速率

④在该条件下，上述反应平衡常数的表达式K=______________。

(3)利用(2)中反应可测定含As2O3和As2O5的试样中的各组分含量(所含杂质对测定无影响)，过程如下：

①将试样02000g溶于NaOH溶液，得到含AO33-和AsO43-的混合溶液。

②上述混合液用0.02500 mol·L-1的I2溶液滴定，用淀粉试液做指示剂，当________________，则滴定达到终点。重复滴定3次，平均消耗I2溶液40.00mL。则试样中As2O5的质量分数是_________(保留四位有效数字)。若滴定终点时，仰视读数，则所测结果_________ (填“偏低”，“偏高”，“无影响”)。

Answer 1

【答案】 略 略 略 略 略 略 略 略

【解析】(1). 由图1可知，As2O3(s)和O2(g)反应转化为As2O5(s)的△H=－(914.6－619.2)kJ/mol=－295.4kJ/mol，则热化学方程式为：As2O3(s)+O2(g)=As2O5(s) △H=-295.4kJ/mol，故答案为：As2O3(s)+O2(g)=As2O5(s) △H=-295.4kJ/mol；

(2). ①. 升高温变，溶液中AsO43-的平衡转化率减小，说明升高温度，平衡逆向移动，该反应为放热反应，则△H＜0，故答案为：小于；

②. 在0~10min 内，I2的浓度从0变为0.015mol/L，由反应方程式可知，I－减少了0.03mol/L，则0~10min内，用I－表示的反应速率v(I－)=0.03mol/L÷10min=0.003mol/(L·min)，故答案为：0.003mol/(L·min)；

③. a. 根据物料守恒关系可知，溶液中的c(AsO33-)+c(AsO43-)始终不变，所以c(AsO33-)+c(AsO43-)不再变化，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；b. 溶液颜色不再变化，说明各物质的浓度不再改变，反应达到平衡状态，故b正确；c. c(AsO33-)与c(AsO43-)的比值不再变化，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故c正确；d. I－的生成速率等于I2的生成速率，正逆反应速率不相等，说明反应没有达到平衡状态，故d错误；答案选：bc；

④. 由反应方程式可知，在该条件下，反应平衡常数的表达式K=，故答案为：；

(3). ①. 用0.02500mol/L的I2溶液滴定含AsO33-和AsO43-的混合溶液，当滴入最后一滴标准液时，溶液由无色变蓝色，且30s内不恢复，即为滴定终点，上述混合液用0.02500mol/L的I2溶液滴定，重复滴定3次，平均消耗I2溶液40.0mL，根据As2O5+6OH=2AsO43+3H2O、AsO33-+I2+H2O AsO43-+2I-+2H+可知：

1 1

n 0.02500mol/L×0.04L，n(AsO33-)= 0.001mol，则试样中As2O5的质量分数是×100%=50.50%，若滴定终点时仰视读数，会使读取的标准液体积偏大，n(AsO33-)偏大，则As2O5的质量分数偏小，所测结果偏低，故答案为：滴入最后一滴标准液，溶液由无色变蓝色，且30s内不恢复；50.50%；偏低。