题目内容
17．CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂．一种利用水钴矿（主要成分为Co2O3、Co（OH）3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等）制取CoCl2•6H2O的工艺流程如下：
已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：（金属离子浓度为：0.01mol/L）
| 沉淀物 | Fe（OH）3 | Fe（OH）2 | Co（OH）2 | Al（OH）3 | Mn（OH）2 |
| 开始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 7.6 | 4.0 | 7.7 |
| 完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
（1）写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O．
（2）写出NaClO3发生反应的主要离子方程式ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O．
（3）“加Na2CO3调pH至a”，过滤所得到的沉淀成分为Fe（OH）3、Al（OH）3．
（4）“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤．制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是降低烘干温度，防止产品分解．
（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图．向“滤液”中加入萃取剂的目的是除去溶液中的Mn2+；其使用的最佳pH范围是B．
A．2.0～2.5 B．3.0～3.5 C．4.0～4.5 D．5.0～5.5
（6）为测定粗产品中CoCl2•6H2O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO3溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量．通过计算发现粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%，其原因可能是粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水．（答一条即可）
分析 （5）
含钴废料中加入盐酸，加入盐酸和亚硫酸钠，可得CoCl2、AlCl3、FeCl2，加入NaClO3，可得到FeCl3，然后加入Na2CO3调pH至5.2，可得到Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，过滤后所得滤液主要含有CoCl2，为得到CoCl2•6H2O晶体，应控制温度在86℃以下，加热时要防止温度过高而失去结晶水，可减压烘干，
（1）根据流程图结合信息浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等进行解答；
（2）NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+；在酸性条件下，NaClO3与氯离子发生氧化还原反应生成氯气；
（3）根据铝离子、铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成沉淀和二氧化碳进行解答；
（4）根据从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体，从而确定操作步骤；温度高时，CoCl2•6H2O分解；
（5）由表中数据可知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+转化为Co（OH）2沉淀；
（6）根据CoCl2•6H2O的组成分析，可能是含有杂质，也可能是失去部分水．
解答 解：（1）向水钴矿[主要成分为Co2O3、Co（OH）3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]，加入盐酸和亚硫酸钠，浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等，所以Co2O3和亚硫酸钠在酸性条件下发生氧化还原，根据电荷守恒和得失电子守恒，反应的离子方程式为：Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O，
故答案为：Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O；
（2）NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+，其反应的离子方程式为：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；在酸性条件下，NaClO3与氯离子发生氧化还原反应生成氯气，其反应的离子方程式为：ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O；
故答案为：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O；
（3）NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+，加Na2CO3调pH至a，铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，水解的离子方程式为：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑；铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铁和二氧化碳，水解的离子方程式为：2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑，所以沉淀成分为：Fe（OH）3、Al（OH）3，
故答案为：Fe（OH）3、Al（OH）3；
（4）利用从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体，其操作步骤为：蒸发浓缩、冷却结晶和过滤；
根据题意知，CoCl2•6H2O常温下稳定无毒，加热至110～120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴，为防止其分解，制得的CoCl2•6H2O需减压烘干，
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；降低烘干温度，防止产品分解；
（5）根据流程图可知，此时溶液中存在Mn2+、Co2+金属离子；
由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+转化为Co（OH）2沉淀，
故答案为：除去溶液中的Mn2+；B；
（6）根据CoCl2•6H2O的组成分析，造成产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%的原因可能是：含有杂质，导致氯离子含量大或结晶水化物失去部分水，导致相同质量的固体中氯离子含量变大，
故答案为：粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水．
点评 本题通过制取CoCl2•6H2O的工艺流程，考查了化学实验综合应用及物质制备方案的设计方法，题目难度解答，理解工艺流程图、明确实验操作与设计及相关物质的性质是解答本题的关键，试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．
期末冲刺100分创新金卷完全试卷系列答案（1）对PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样．若测得该试样所含水溶性离子的化学组分及其平均浓度如下表：
| 离子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3- | Cl- |
| 浓度/mol•L-1 | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
（2）为减少SO2的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料．已知：
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）K1
2C（s）+O2（g）═2CO（g）K2
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g） K=$\sqrt{\frac{K{\;}_{2}}{{K}_{1}}}$（用含K1、K2的式子表示）
②洗涤含SO2的烟气，以下物质可作洗涤剂的是AB．
A．Ca（OH）2 B．Na2CO3 C．CaCl2 D．NaHSO3
（3）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化为：
①已知气缸中生成NO的反应为：N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H＞0．若1mol空气含有0.8molN2和0.2molO2，1300℃时在密闭容器内反应达到平衡．测得NO为8×10-4mol．计算该温度下的平衡常数K=4×10-6．
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO，2CO（g）═2C（s）+O2（g）
已知该反应的△H＞0，简述该设想能否实现的依据：该反应是焓增、熵减的反应．根据△G=△H-T△S，△G＞0，不能实现．
③目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，其化学反应方程式为2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO2+N2．
| A． | 过氧化钠：（供氧剂） | B． | 三氧化二铝（制光纤） | ||
| C． | 三氧化二铁（作涂料） | D． | 明矾：（净水剂） |
| A． | 使用肼-空气碱性燃料电池作为电解精炼铜的电源，阴极的质量变化128 g，则肼-空气碱性燃料电池理论上消耗标准状况下空气的体积为112 L（假设空气中氧气的体积分数为20%） | |
| B． | 若在电解水时加入少量硫酸钠，则电解水结束后溶液的pH将会保持不变 | |
| C． | 电解硫酸铜溶液一小段时间后，为了使电解质溶液复原，可以加入适量的Cu（OH）2 | |
| D． | 电解硫酸铜溶液产生氧气1.12 L（标准状况）时，转移电子0.2 mol |
| 化合物 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |
| 组成元素 | B、C | A、C | A、D | C、D |
（1）丙物质的电子式为Na+[：H]-，丁物质中阴离子与阳离子的个数之比为1：2，写出丁与水反应离子方程式2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑，．
（2）若标准状况下5.6L甲物质完全燃烧放出的热量为QKJ，试写出表示甲物质燃烧热的热化学方程式CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CO2 （g）△H=-4akJ/mol．
（3）B、C两种元素按原子个数比为1：2可形成化合物戊，A、C、D三种元素按原子个数比为1：1：1可形成化合物己，则己与戊按物质的量之比为3：2完全反应后的溶液中各离子浓度的大小关系为c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（H+）．
5．
| A． | 标况下，燃烧1mol S放出的热量为297.23 kJ | |
| B． | S（g）+O2（g）═SO2（g）放出的热量大于297.23 kJ | |
| C． | S（g）+O2（g）═SO2（g）放出的热量小于297.23 kJ | |
| D． | 形成1molSO2的化学键所释放的总能量大于断裂1molS（s）和1molO2（g）的化学键所吸收的总能量 |