题目内容
【题目】钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。
（1）CoxNi(1-x)Fe2O4（其中Co、Ni均为+2）可用作H2O2分解的催化剂，具有较高的活性。
①该催化剂中铁元素的化合价为______。
②图1表示两种不同方法制得的催化剂CoxNi(1-x)Fe2O4在10℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。由图中信息可知：______________法制取得到的催化剂活性更高；Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是______。
（2）草酸钴是制备钴的氧化物的重要原料。下图2为二水合草酸钴（CoC2O4·2H2O）在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300℃及以上所得固体均为钴氧化物。
①通过计算确定A点剩余固体的化学成分为________________（填化学式）。试写出B点对应的物质与O2在225℃~300℃发生反应的化学方程式：_________________________________________。
②取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物（其中Co的化合价为+2、+3），用480 mL 5 mol/L盐酸恰好完全溶解固体，得到CoCl2溶液和4.48 L（标准状况）黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比为___________。
【答案】+3微波水热Co2+CoC2O4 3CoC2O4 + 2O2 = Co3O4 +6CO2n(Co): n(O)=1mol: 1.2mol=5:6
【解析】
（1）①根据化合价代数和为0计算Fe的化合价，CoxNi(1-x)Fe2O4中Co、Ni均为+2，O为-2价，则Fe的化合价为
=+3；
②过氧化氢的分解速率越大，催化剂活性更高，根据图象可知，x相同时，微波水热法初始速度大于常规水热法，所以微波水热法制得催化剂的活性更高；由图可知，随x值越大，过氧化氢的分解速率越大，而x增大，Co2+的比例增大，所以Co2+的催化活性更高；
（2）①由图可知，CoC2O4·2H2O的质量为18.3g，物质的量为
=0.1mol，Co元素质量为5.9g，C点钴氧化物质量为8.03g，氧化物中氧元素质量为8.03g-5.9g=2.13g，则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.1mol：
mol≈3：4，所以C的Co氧化物为Co3O4；B点对应物质的质量为14.7g，与其起始物质的质量相比减少18.3g-14.7g=3.6g，为结晶水的质量，所以B点物质为CoC2O4，与氧气反应生成Co3O4与二氧化碳，反应方程式为3CoC2O4 + 2O2 = Co3O4 +6CO2；
②由电子守恒：n(Co3+) = 2 n(Cl2) = 0.4 mol，由电荷守恒：n(Co)总 =n(Co2+)溶液= 0.5 n(Cl－) = 0.5×( 2.4mol－0.2mol×2)= 1 mol，所以固体中的n(Co2+)= 1mol－0.4mol= 0.6 mol；n(O)=
=1.2mol，所以n(Co): n(O)=1mol: 1.2mol=5：6。
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【题目】工业上以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分为:Na2Cr2O7·2H2O)，其主要工艺流程如下：
查阅相关资料得知:
i.常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下能将Cr3+转化为CrO42－，自身被还原为Bi(OH)3固体。
ii.
物质 | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Al(OH)3 | 3.4 | 4.4 |
Cr(OH)3 | 4.6 | 5.9 |
Fe(OH)2 | 7.5 | 9.7 |
Bi(OH)3 | 0.7 | 4.5 |
回答下列问题:
(1)将铬铁矿矿石粉碎的目的是________________________________________。
(2)操作I、III、IV用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和___________（填仪器名称）。
(3)写出④反应的化学方程式_____________________________________________。
(4)⑤中酸化是使CrO42－转化为Cr2O72－
写出该反应的离子方程式______。
(5)将溶液H经下列操作：蒸发浓缩，__________，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠。
(6)取一定质量的固体D溶解于200 mL的稀硫酸中，向所得溶液中加入5.0 mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量（n）与加入NaOH溶液的体积（V）关系如图所示，则稀硫酸的浓度为_________，固体D中含Fe化合物的物质的量为___________。