题目内容
【题目】常温下，用含钴废料(主要成分为CoCO3，还含有少量NiCO3与铁屑)制备CoCl26H2O的工艺流程如图。
①已知除镍过程中溶液pH对钴的回收率及Ni2+含量的影响如图所示。
②部分金属阳离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
金属阳离子 | 开始沉淀pH | 完全沉淀pH |
Fe3+ | 1.5 | 4.0 |
Fe2+ | 7.5 | 9.7 |
Co2+ | 6.6 | 9.4 |
Ni2+ | 7.7 | 9.5 |
回答下列问题：
(1)酸浸后溶液中的阳离子为：Co2+，Ni2+和__。
(2)除镍时，应调节溶液pH=__，此时Ni2+是否形成Ni(OH)2沉淀？___(是或否)。若pH过小，则产品纯度会___(升高，降低，或不变)。
(3)酸溶时，当调节pH=8时，溶液中n(Fe3+)：n(Co2+)=__。
已知Ksp[Co(OH)2]=2.0×10-16，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(4)除铁时先向溶液中加入30%的H2O2发生的离子反应方程式是：__。充分反应后再向溶液中加入CoCO3，调节溶液pH范围为__，使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀，最后过滤得到CoCl2溶液。
(5)已知Ag++SCN-=AgSCN↓，为测定粗产品中CoCl26H2O的含量，称取11.9g粗产品配成100mL溶液，从中取出25mL先加入含0.03mol的AgNO3，(杂质不与其反应)，再用0.5mol/L的KSCN溶液标定过量的AgNO3，该标定操作所用的指示剂为__(填化学式)，若消耗20.00mL的KSCN溶液，则该粗产品中CoCl26H2O的质量分数为__。
【答案】Fe2+、H+ 10 否 降低 2.0×10-16：1(或2.0×10-16) 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 4.0≤pH＜6.6 Fe(NO3)3 80%
【解析】
含钴废料(主要成分为CoCO3，还含有少量NiCO3与铁屑)加稀盐酸酸浸，得到含Co2+、Ni2+、Fe2+的溶液，加氨水调节pH将Co2+、Fe2+沉淀，过滤，向沉淀中加入盐酸酸浸得到含Co2+、Fe2+溶液，向溶液中滴加适量30%H2O2，氧化Fe2+得到Fe3+，向溶液中加入CoCO3，调节溶液pH为4.0≤pH＜6.6，使Fe3+沉淀完全，过滤得CoCl2溶液，减压蒸干溶液，结晶干燥得CoCl26H2O。
(1)碳酸钴和碳酸镍与盐酸反应生成相应的氯化物溶于水，酸浸后，铁屑与酸反应生成Fe2+和H2，同时剩余溶液中还有过量的盐酸，则溶液中的阳离子除有Co2＋、Ni2＋以外，还有Fe2+、H+；
(2)据图可知除镍过程中产品中钴的回收率随着溶液pH的增大而降低，产品中镍元素的含量在pH=10以后几乎不变，pH=10时，Co的回收率高且Ni的含量低，所以应调节pH为10；除镍时，Co元素在滤渣中Ni元素在滤液中，未形成沉淀；若pH过小，除镍不完全，溶液中镍元素的含量增大，则产品的纯度会降低；
(3)常温下，酸溶时，当调节溶液的pH为8时，溶液中c(OH)=
mol/L=1×10-6mol/L，因Ksp[Co(OH)2]＝c(Co2＋)×c2(OH)=2.0×10－16，所以c(Co2＋)=
=
=2.0×10-4，同理可知c(Fe3＋)=
=
=4.0×10-20，溶液的体积一定，则溶液中的n(Fe3＋)：n(Co2＋)＝c(Fe3＋)：c(Co2＋)=
=2.0×10-16：1=2.0×10-16，
(4)除铁时，先向溶液中滴加适量30％H2O2溶液，将Fe2＋氧化为Fe3＋，其离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；充分反应后再向溶液中加入CoCO3，调节溶液pH，使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀，所需pH≥4.1，又要保证溶液中的Co2＋不沉淀，则pH<6.6，故适宜的pH范围为：4.0≤pH＜6.6；
(5)为防止银离子与其他阴离子发生反应，在操作过程中可选用Fe(NO3)3(因氯离子和硫酸根和银离子生成沉淀，不能用氯化铁或硫酸铁)作为指示剂；
Ag＋＋SCN－==AgSCN↓，则KSCN消耗的Ag＋的物质的量n(Ag＋)=n(SCN－)=0.5mol/L×20×10-3L=0.01mol，加入的AgNO3的物质的量为0.03mol，说明与CoCl2·6H2O反应的AgNO3的物质的量为0.03mol-0.01mol=0.02mol，根据关系式Ag＋
Cl
CoCl2·6H2O可知，25mL溶样品中CoCl2·6H2O的物质的量为
×0.02mol=0.01mol，100mL溶液中的CoCl2·6H2O的质量为
×0.01mol×238g/mol=9.52g，则该粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数为
×100%=80%。
新思维寒假作业系列答案
【题目】常温下，有关物质的溶度积如下，下列有关说法不正确的是( )
物质 | CaCO3 | MgCO3 | Ca(OH)2 | Mg(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp | 4.96×10-9 | 6.82×10-6 | 4.68×10-6 | 5.60×10-12 | 2.80×10-39 |
A.常温下，除去NaCl溶液中的MgCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好
B.常温下，除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好
C.向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c(Mg2+)：c(Fe3+)=2.0×10-21
D.将适量的Ca(OH)2固体溶于100mL水中，刚好达到饱和[c(Ca2+)=1.0×10-2mol/L]，若保持温度不变，向其中加入100mL0.012mol/L的NaOH，则该溶液变为不饱和溶液
【题目】Ⅰ、已知：SiHCl3在催化剂作用下可发生如下反应：
2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH1=+48kJ·mol1
3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=30kJ·mol1
(1)写出由SiHCl3(g)分解产生SiH4(g)和SiCl4(g)的热化学方程式为__。
Ⅱ、298K时，溶液中存在如下反应：A(aq)
B(aq)+H2O(l) ΔH>0，物质A的初始浓度为0.180mol·L-1，测得物质B的浓度随时间变化的数据如表所示：
t/min | 0 | 21 | 50 | 80 | 100 | 120 | 160 | 220 |
|
c/(mol·L－1) | 0 | 0.024 | 0.050 | 0.071 | 0.081 | 0.090 | 0.104 | 0.116 | 0.132 |
回答下列问题：
(2)该反应在50～80min内的平均反应速率为__mol·L1·min1。
(3)120min时A的转化率为__。
(4)298K时，该反应的平衡常数K=__，升温时平衡常数__(填“增大”、“减小”、或“不变”)。
(5)为提高A的平衡转化率，除适当控制反应温度外，还可采取的措施是__。
(6)下列叙述可说明可逆反应已达平衡的是__。
A.c(A)=c(B)
B.A和B反应速率相等
C.A和B的物质的量比值保持恒定
D.溶液的总质量保持恒定