题目内容
【题目】实验室用图所示装置制备KClO溶液,并通过KClO溶液与溶液的反应制备高效水处理剂已知具有下列性质可溶于水、微溶于浓KOH溶液,在、强碱性溶液中比较稳定,在和催化作用下发生分解,在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成和。
(1)装置A中与盐酸反应生成和,其化学方程式为______,装置B的作用是______。
(2)和KOH在较高温度下反应生成,试写出该反应的离子方程式______。
(3)制备时,KClO饱和溶液与饱和溶液的混合方式为:在搅拌下,将饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中。理由是______。
(4)已知时能溶于NaOH溶液生成下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的开始沉淀的pH按金属离子浓度为计算。
开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | |
实验中可选用的试剂:、、由某硫酸锌溶液含、杂质制备ZnO的实验步骤依次为:
______;
______;
过滤;
______;
过滤、洗涤、干燥;
煅烧。
【答案】2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 除去中的HCl 在作用下会分解 向硫酸锌溶液中加入适量,使其充分反应 滴加,调节溶液pH约为或,使沉淀完全 向滤液中滴加,调节溶液pH约为或,使沉淀完全
【解析】
根据实验装置图可知,A装置 中用高锰酸钾与盐酸反应制得氯气,氯气中有挥发出的来的氯化氢,所以B装置中饱和食盐水是除去氯气中的氯化氢,装置C中用氯气与氢氧化钾溶液应制得次氯酸钠,反应的尾气氯气用氢氧化钾吸收。
具有强氧化性,将盐酸中氯离子氧化为,反应还有水生成,所以化学方程式为:2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,由于盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl,应饱和食盐水吸收HCl除去,
故答案为:2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;除去中的HCl;
和KOH在较高温度下反应生成,反应的离子方程式为,故答案为:;
由题意可知在和催化作用下发生分解,则KClO饱和溶液与饱和溶液的混合方式为:在搅拌下,将饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中,故答案为:在作用下会分解;
根据表中阳离子沉淀的PH可知,由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为:①向滤液中加入,使其充分反应,目的使转化完全为,②加氢氧化钠溶液,控制PH在4左右,使沉淀完全,③过滤,④向滤液中滴加,调节溶液PH约为或,使沉淀完全,过滤、洗涤、干燥,⑥900℃煅烧。故答案为:①向硫酸锌溶液中加入适量,使其充分反应;②滴加,调节溶液pH约为或,使沉淀完全;④向滤液中滴加,调节溶液pH约为或,使沉淀完全。
【题目】2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。利用处理后的废旧锂离子电池材料(主要成分为Co3O4,还含有少量铝箔、LiCoO2等杂质)制备CoO,工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)Co元素在元素周期表中的位置___。
(2)废旧锂离子电池拆解前进行“放电处理”有利于锂在正极回收的原因是___;提高“碱浸”效率的措施有____(至少写两种)。
(3)不同浸出剂“酸溶”结果如表:
出剂 | 浸出液化学成分/(gL-1) | 钴浸出率/% | |
Co | Al | ||
(a)HCl | 80.84 | 5.68 | 98.4 |
(b)H2SO4 | 65.0 | 6.22 | 72.3 |
(c)H2SO4+Na2S2O3 | 84.91 | 5.96 | 98.0 |
①浸出剂(a)的钴浸出率最高,而实际工艺中一般不选用浸出剂(a)的原因是____。
②温度越高浸出反应速率越快,所以“酸溶”一般选用较高的温度。据此你选择的浸出剂是___(填序号),理由是___。
③从氧化还原角度分析,还原等物质的量的Co3O4,需要___(填“H2O2”或“Na2S2O3”)物质的量更少。
④综上分析,写出最合适的浸出剂与Co3O4反应的化学方程式____。
(4)已知:Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15,Ksp(Li2CO3)=1.7×10-3,Ksp(CoCO3)=1.5×10-13。若滤液2中Co2+含量为5.9×10-2gL1,计算判断“沉碳酸钴”应调节pH不高于____。