题目内容
Co(OH)2在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如图所示。 ![]()
钴的有关性质如下:Co(OH)2具有两性。钴的主要物理、化学参数与铁、镍接近,属铁族元素。
结合以上信息试回答下列问题:
(1)Co(OH)2的制备是在CoCl2溶液中加稍过量的氨水,不用NaOH溶液的原因是________________________________(用化学方程式表示)。制得的Co(OH)2不宜在空气中长期放置,会被空气中的O2氧化,化学方程式为_____________________________________________________。
(2)如图,已知钴的氢氧化物加热至290 ℃时已完全脱水,则1000 ℃时,剩余固体的成分为________________________(填化学式);在290~500 ℃范围内,发生的反应的化学方程式为__________________________________________。
(3)已知常温下,在0.10 mol·L-1 CoCl2溶液中加入氨水充分搅拌,有Co(OH)2沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Co2+)=________mol·L-1(Ksp[Co(OH)2]=1.6×10-15)。常温下反应Co2++2H2O??Co(OH)2+2H+的平衡常数为
_______________________________。
(1)Co(OH)2+2NaOH=Na2CoO2+2H2O
4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3
(2)CoO 6Co2O3
4Co3O4+O2↑
(3)1.6×10-3 6.25×10-14
解析
高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
(1)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如图所示:![]()
①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是: 。
②反应II的离子方程式为 。
③高铁酸钾在水中既能消毒杀菌,又能净水,是一种理想的水处理剂.它能消毒杀菌是因为 它能净水的原因是 。
④已知25℃时Fe(OH)3的Ksp = 4.0×10-38,反应II后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5 mol/L,则需要调整 时,开始生成Fe(OH)3(不考虑溶液体积的变化)。
(2)由流程图可见,湿法制备高铁酸钾时,需先制得高铁酸钠,然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液,即可析出高铁酸钾。①加入饱和KOH溶液的目的是: 。
②由以上信息可知:高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠 (填“大”或“小”)。
| 湿法 | 强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液 |
| 干法 | Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物 |
(3)干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)高铁电池是正在研制中的可充电干电池,高铁电池具有工作电压稳定, 放电时间长等优点,有人以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫原料,以硫酸酸钾为电解质,用惰性电极设计成高温下使用的电池,写出该电池正极电极反应式: 。
菱锌矿的主要成分是碳酸锌,还含有少量的Fe2O3、FeO、CuO等杂质。如图是以菱锌矿为原料制取轻质氧化锌的一种工艺流程,该流程还可以得到两种副产品——海绵铜和铁红。![]()
请结合下表数据,回答问题:
| 离子 | 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH |
| Fe2+ | 6.3 | 9.7 |
| Fe3+ | 1.5 | 3.2 |
| Zn2+ | 6.2 | 8.0 |
(1)下列试剂中,________(填代号)可作为试剂甲的首选。
A.KMnO4 B.Cl2 C.H2O2 D.浓硝酸
根据所选试剂写出与之反应的离子方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)氢氧化铁固体会吸附一些SO42-,如何洗涤Fe(OH)3固体以及如何判断是否洗涤干净?
洗涤方法:______________________________________________________________,判断是否洗涤干净的方法是_______________________________________。
(3)除铁步骤中加入氨水的目的是调节溶液的pH,其适宜的pH范围是______________;调节溶液pH时,除了氨水外,还可以加入下列物质中的________。
a.Zn b.ZnO c.Zn(OH)2 d.CuO
(4)经测定乙溶液中仍含有少量的Fe3+和Zn2+。若c(Fe3+)为4.0×10-17 mol·L-1,则c(Zn2+)为______________ mol·L-1。(已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17)。