题目内容

废旧硬质合金刀具中含碳化钨（WC）、金属钴（Co）及少量杂质铁，利用电解法回收WC和制备CoxOy，的工艺流程简图如下：
已知：
金属离子开始沉演的pH沉淀完全的pH
Fe3+1.13.2
Fe2+5.89.6
Co2+5.89.4
（l）电解时废旧刀具作阳极，不锈钢作阴极，盐酸的作用是
 
．
（2）通人氨气的目的是调节溶液的pH，除去铁元素．由表中的数据可知，理论上可选择pH最大范围是
 
．
（3）实验测得NH4HCO3溶液显碱性，制备CoCO3时，选用的加料方式是
 
（填代号），原因是
 
．
a．将滤液与NH4HCO3溶液同时加入到反应容器中
b．将滤液缓慢加入到盛有NH4HCO3溶液的反应容器中
c．将NH4HCO3溶液缓慢加入到盛有滤液的反应容器中
写出生成CoCO3的离子方程式
 
．
（4）实验中获得的若洗涤不充分，在焙烧时会产生污染性气体，该污染性气体的成分为
 
（填化学式）．
（5）实验室用下列装置制取CoxOy，并测定其化学式

①装置A制得的中含有少量Cl2，则装置B中所盛放的试剂为
 
（填代号）．
a．NaHCO3溶液    b．NaOH溶液    c．KMnO4溶液    d．饱和NaCl溶液
②在CoCO3完全转化为CoxOy后，若称得E管增重4.40g，D管内残留物质的质量是8.30g，则生成物CoxOy的化学式为
 
．
③若缺少装置F，则导致
x
y
的值
 
（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
考点：制备实验方案的设计,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
分析：由题给工艺流程知，以盐酸为电解质溶液，以废旧刀具作阳极，不锈钢作阴极，进行电解，生成WC，溶液中含有亚铁离子和Co2+，加入双氧水，将亚铁离子氧化为铁离子，通入氨气，调节pH在3.2到5.8之间，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀过滤除去，滤液中含有Co2+，加入碳酸氢铵溶液生成碳酸钴，焙烧生成CoxOy；
（l）电解时废旧刀具作阳极，不锈钢作阴极，盐酸的作用是作电解质溶液；
（2）通人氨气的目的是调节溶液的pH，除去铁元素．由表中的数据可知，理论上可选择pH最大范围是3.2≤pH＜5.8；
（3）实验测得NH4HCO3溶液显碱性，制备CoCO3时，为防止生成氢氧化钴沉淀，选用的加料方式是c．将NH4HCO3溶液缓慢加入到盛有滤液的反应容器中生成CoCO3离子；
（4）实验中获得的若洗涤不充分会含有氯化铵杂质，在焙烧时氯化铵分解会产生污染性气体HCl和NH3；
（5）①装置A中制得的O2中含有少量的Cl2，B装置中所盛放的物质用于吸收Cl2；
a、饱和NaHCO3溶液可以吸收氯气，但生成二氧化碳，影响二氧化碳质量的测定；
b、NaOH溶液可以吸收氯气，氧气的量不变；
c．KMnO4溶液不能吸收氯气；
d．饱和NaCl溶液不能吸收氯气；
②由题给装置图可知，实验通过测定装置E中的增重，确定生成的二氧化碳的质量，再利用n（C）=n（Co）可知CoxOy中Co的物质的量，进而计算Co的质量，装置D管内残留物质是CoxOy，计算出氧元素质量，再计算氧原子的物质的量，根据原子物质的量之比确定化学式；
③缺少F装置，装置E中碱石灰可以吸收空气中水蒸气、二氧化碳，造成二氧化碳质量偏大，进而Co的质量偏大，x：y的值偏大；
解答： 解：由题给工艺流程知，以盐酸为电解质溶液，以废旧刀具作阳极，不锈钢作阴极，进行电解，生成WC，溶液中含有亚铁离子和Co2+，加入双氧水，将亚铁离子氧化为铁离子，通入氨气，调节pH在3.2到5.8之间，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀过滤除去，滤液中含有Co2+，加入碳酸氢铵溶液生成碳酸钴，焙烧生成CoxOy；
（l）电解时废旧刀具作阳极，不锈钢作阴极，盐酸的作用是作电解质溶液；
故答案为：做电解质溶液；
（2）通人氨气的目的是调节溶液的pH，除去铁元素．由表中的数据可知，理论上可选择pH最大范围是3.2≤pH＜5.8；
故答案为：3.2≤pH＜5.8；
（3）实验测得NH4HCO3溶液显碱性，制备CoCO3时，为防止生成氢氧化钴沉淀，选用的加料方式是c．将NH4HCO3溶液缓慢加入到盛有滤液的反应容器中．生成CoCO3的离子方程式为：Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O；
故答案为：c，防止生成Co（OH）2沉淀，Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O；
（4）分析可知实验中获得的若洗涤不充分会含有氯化铵杂质，在焙烧时氯化铵分解会产生污染性气体HCl和NH3；
故答案为：HCl和NH3；
（5）由题给装置图可知，实验通过测定装置E中的增重，确定生成的二氧化碳的质量，再利用n（C）=n（Co）可知CoxOy中Co的物质的量，进而计算Co的质量，装置D管内残留物质是CoxOy，计算出氧元素质量，再计算氧原子的物质的量，根据原子物质的量之比确定化学式；
①装置A中制得的O2中含有少量的Cl2，B装置中所盛放的物质用于吸收Cl2；
a、饱和NaHCO3溶液可以吸收氯气，但生成二氧化碳，影响二氧化碳质量的测定，故a错误；
b、NaOH溶液可以吸收氯气，氧气的量不变，故b正确；
c．KMnO4溶液不能吸收氯气，故c错误；
d．饱和NaCl溶液不能吸收氯气，故d错误；
故答案为：b；
②E管增重4.40g是二氧化碳的质量，物质的量为0.1mol，根据化学式CoCO3可知，n（Co）=n（C）=0.1mol，Co的质量为0.1mol×59g/mol=5.9g，D管内残留物质的质量8.30g是CoxOy的质量，CoxOy中氧元素质量为8.3g-5.9g=2.4g，氧原子的物质的量n（O）=0.15mol，n（Co）：n（O）=0.1mol：0.15mol=2：3，该钴的氧化物的化学式为Co2O3；
故答案为：Co2O3；
③缺少F装置，装置E中碱石灰可以吸收空气中水蒸气、二氧化碳，造成二氧化碳质量偏大，进而Co的质量偏大，x：y的值偏大；
故答案为：偏大．
点评：本题考查了物质组成，物质性质的实验分析判断，物质制备实验方法和实验过程分析应用，主要是物质性质和实验基本操作的理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等．
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A.25℃、1.01×105Pa时，8克液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出184.6kJ的热量，请写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式
 
；
B．甲醚是一种重要的清洁燃料，可由甲醇分子间脱水制得：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=
-23.5kJ/moL．T℃时，在1L恒容密闭容器中加入1moL气态甲醇发生上述化学反应，则反应达到平衡状态的标志是
 
（填序号）．
a．υ（CH3OH）：υ（CH3OCH3）=2：1        
b．混合气体的总压强不再变化
c．CH3OCH3的物质的量不再变化          
d．混合气体的密度不再变化．
某有机物I的合成路线如图所示：

已知：①A与E都属于芳香族化合物且互为同分异构体．
②新制Cu（OH）2悬浊液加入到有机物C中，加热，无明显现象．
③D的最简式与乙炔相同，且相对分子质量为104．
根据以上信息，回答下列问题：
（1）A的结构简式为
 
 C中含氧官能团的名称为
 
．
（2）D生成高聚物的方程式
 
．G与新制Cu（OH）2悬浊液反应的化学方程式
 
．
（3）反应①～⑨中属于取代反应的是
 
．
（4）苯环上含有两个取代基且能与NaOH溶液反应，但不与FeCl3发生显色反应的H的同分异构体有
 
种．
某同学从网络上了解到菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐，想用实验验证这一事实并检测草酸盐含量．查阅资料得知：草酸（H2C2O4）是酸性强于醋酸的二元有机酸，并具有较强的还原性．如2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O，草酸钙（CaC2O4）不溶于水和醋酸，能溶于强酸．
（1）该学生将菠菜研磨成汁、热水浸泡、过滤得到澄清溶液A，分析实验中不能使用灼烧、浸取的方法从菠菜中分离草酸盐的原因：
 
．
（2）设计实验方案验证菠菜中含有草酸盐和碳酸盐，补充完成实验步骤、预期现象和结论．
限选试剂：0.1mol?L-1 H2SO4、0.1mol?L-1 HCl、0.1mol?L-1 NaOH、1mol?L-1 CaCl2、0.01mol?L-1 KMnO4、澄清石灰水．
实验步骤预期现象和结论
步骤1：调节溶液A至弱碱性，滴加足量CaCl2溶液．出现白色沉淀，说明菠菜中
 
．
步骤2：取步骤1的沉淀于试管中，加入足量
 
，将产生的气体通入澄清石灰水中．
步骤3：向步骤2得到的溶液中滴加几滴
 
．
（3）欲准确测定菠菜中草酸盐含量，回答有关问题：
①操作：取m g菠菜样品，将其中草酸盐转化为CaC2O4沉淀分离出来，用盐酸溶解后，溶液转入
 
中加水配制成100mL溶液．每次用
 
移取25.00mL该溶液，用0.0100mol?L-1KMnO4标准溶液滴定，平均消耗标准溶液V mL．
②计算：菠菜中草酸盐（以C2O42-计）的质量分数为（只列式不计算．C2O42-的化学式量为88）
 
．
奈必洛尔是一种用于血管扩张的降血压药物．用于合成奈必洛尔中间体G的部分流程如下：

已知：乙酸酐的结构简式为 CH3-C-O-C-CH3
（1 ）G物质中的含氧官能团的名称是
 
、
 

（2 ）反应A→B的化学方程式为
 

（3 ）写出反应类型，④
 
、⑤
 

（4 ）写出二个满足下列条件的C的同分异构体的结构简式：
 

Ⅰ．苯环上只有两种取代基．
Ⅱ．分子中只有4种不同化学环境的氢．
Ⅲ．能与NaHCO3反应生成CO2．
（5）根据已有知识并结合相关信息，写出以     和乙酸酐为原料制备 的合成路
线流程图（无机试剂任选）．合成路线流程图示例如下：CH3CH2Br
NaOH溶液
△
 CH3CH2OH
CH3COOH
浓硫酸，△
 CH3COOCH2CH3．
某大理石（含Fe2O3）转化为氯化钙水合物储热材料和高纯度的碳酸钙，无论从经济效益还是资源综合利用都具有重要意义．其工艺流程示意图如图1．
完成下列填空：
（1）上述流程中A是
 
（填化学式，下同）、写出B中的成分
 
．
（2）C可以作化肥，写出检验C中含有NH4+的方法：
 
．
（3）氯化钙结晶水合物（CaCl2?6H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是
 
．
a．无毒b．能导电c．易溶于水d．熔点较低（29℃熔化）
（4）经过热重分析测得：CaCl2?6H2O在焙烧过程中，固体质量的减少值（纵坐标）随温度变化的曲线如图2所示．则第一个相对稳定的物质的化学式是
 
．
a．CaCl2?4H2O b．CaCl2?2H2Oc．CaCl2?H2Od．CaCl2
（5）工业还可以利用氨碱法的母液生产氯化钙．根据如图3溶解度曲线，设计从含CaCl241%的饱和食盐水中，获得氯化钙水合物的流程．

（流程示意： ）
 
．
体积为30cm3的空心铜球，它的质量为89g，现在用某种金属注满它的空心部分，质量变为245g，求这种金属的密度是多少？（ρ铜=8.9×103kg/m3）．
一定量Na2O2与一定量的CO2反应后的固体物质18.4g，恰好与400mL 1mol?L-1的稀盐酸完全反应，以下说法合理的是（NA表示阿伏伽德罗常数）（　　）
A、反应中电子转移数为0.2NA
B、一定量的CO2为0.1NA
C、18.4 g固体物质为0.1mol Na2CO3和0.1molNa2O2的混合物
D、一定量的Na2O2为0.1mol

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