钴(Co)及其化合物在工业上有广泛应用.为从某工业废料中回收钴,某学生设计流程如图(废料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物质)
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已知:①物质溶解性:LiF难溶于水,Li2CO3微溶于水;
②部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见表.
Fe3+ | Co2+ | Co3+ | Al3+ | |
pH(开始沉淀) | 1.9 | 7.15 | ﹣0.23 | 3.4 |
pH(完全沉淀) | 3.2 | 9.15 | 1.09 | 4.7 |
请回答:
(1)写出步骤Ⅱ中Co2O3与盐酸反应生成Cl2的离子方程式: .
(2)步骤Ⅲ中 Na2CO3溶液的作用是调节溶液的pH,应使溶液的pH不超过 ;废渣中的主要成分除了LiF外,还有 .
(3)NaF 与溶液中的Li+形成LiF沉淀,此反应对步骤Ⅳ所起的作用是 .
(4)在空气中加热5.49g草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)样品,受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如表.已知:M(CoC2O4·2H2O)=183g/mol
温度范围/℃ | 固体质量/g |
150~210 | 4.41 |
290~320 | 2.41 |
890~920 | 2.25 |
经测定,210~290℃过程中产生的气体只有CO2,此过程发生反应的化学方程式是 .温度高于890℃时,固体产物发生分解反应,固体产物为 .
利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(III)的工艺如下:
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其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。
(1)实验室用18.4 mol·L―1的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol·L―1的硫酸溶液,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外,还需 。
(2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有 、 。
(3)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72―,写出此反应的离子方程式: 。
(4)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:
阳离子 | Fe3+ | Mg2+ | Al3+ | Cr3+ |
开始沉淀时的pH | 2.7 | —— | —— | —— |
沉淀完全时的pH | 3.7 | 11.1 | 8 | 9(>9溶解) |
加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2O72―转化为CrO42―。滤液Ⅱ中阳离子主要有 ;但溶液的pH不能超过8,其理由是 。
(5)钠离子交换树脂的反应原理为:Mn++nNaR→MRn+nNa+,利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子是 。
(6)写出上述流程中用SO2进行还原的化学方程式 。