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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...

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，某学生设计流程如下（废料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物质）．

已知：①物质溶解性：LiF难溶于水，CoCO3难溶于水；

②部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表．

 

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）Ⅰ中得到含铝溶液的反应的离子方程式是                。

（2）Ⅰ中得到钴渣的实验操作是               （填操作名称）。

（3）写出步骤Ⅱ中Co2O3与盐酸反应生成Cl2的离子方程式：               ．

（4）步骤Ⅲ中调节溶液的pH时， pH的范围是               。

（5）废渣中的主要成分有               ．

（6）在空气中加热10.98g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．

温度范围/℃

固体质量/g

150～210

8.82

290～320

4.82

890～920

4.5

②加热到210℃时，固体物质的化学式为：               ．

③经测定，加热到210～310℃过程中的生成物只有CO2和钴的氧化物，此过程发生反应的化学方程式为：               ．．

 

（1）2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑；（2）过滤； （3）Co2O3+6H++2Cl﹣=2Co2++Cl2↑+3H2O； （4）3.2≤PH<7.15，（5）Fe（OH）3，LiF； （6）①CoC2O4；②3CoC2O4+2O2===Co3O4+6CO2。 【解析】 试题分析：（1）Al和氢氧化钠溶液反应，其离子反应方程式为：2Al＋2OH－＋2G2O=2AlO2－＋3H2↑；（2）得到滤液和滤渣，因此采用操作步骤是过滤；（3）Co2O3作氧化剂，化合价由＋3价→＋2价，化合价共降低2价，HCl中Cl由－1价→0价，化合价升高1价，最小公倍数为2，因此离子反应方程式为Co2O3＋2Cl－＋6H＋=2Co2＋＋3H2O＋Cl2↑；（4）溶液中含有杂质离子是Li＋和Fe3＋，根据流程图，Fe3＋转化成Fe（OH）3，但Co2＋不能转化成沉淀，即pH的范围为3.2≤pH<7.15；（5）根据信息LiF难溶于水，因此得到废渣是Fe（OH）3和LiF；（6）①CoC2O4·2H2O失去全部结晶水的质量为：10.98×147/183g=8.82g，即加热到210℃时，固体物质是CoC2O4；②根据元素守恒，n（CO2）=8.82×2/147mol=0.12mol，质量为0.12×44g=5.28g，固体量减少（8.82－4.82）g=4g，说明有气体参加反应，即氧气参加，氧气的质量为（5.28－4）g=1.28g，其物质的量为1.28/32mol=0.04mol，n（COC2O4）:n（O2）=n（CO2）=8.82/147：0.04：0.12=0.06：0.08：0.12=3：2：6，依据原子守恒，3CoC2O4+2O2===Co3O4+6CO2。 考点：考查化学工艺流程，涉及氧化还原反应方程式的书写、化学计算等知识。  
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考点分析：
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合成氨工业是工农业生产和国防工业的基础产业，也是国民经济的命脉产业。其原理如下：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H〈 0 。

（1）在恒温恒容装置中进行合成氨反应，各组分浓度-时间图像如图1所示。

① 表示H2浓度变化的曲线是            （填序号）。

② 前25min 内，用NH3浓度变化表示的化学反应速率是                。

（2）某学习小组研究：在其他条件不变的情况下，研究改变起始物氢气的物质的量对该合成氨反应的影响．实验结果如图2所示：（图中T表示温度，n表示物质的量）

①比较T1            T2 （填“>”，“<”, “=”）。

②比较在a、b、c三点N2的转化率最高的是          ；H2的百分含量最高的是       （填字母）。

③在起始体系中加入N2的物质的量为       mol时（用含n的代数式表示），反应后氨的百分含量最大；若容器容积为1L，n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%，则在T2条件下，该反应的平衡常数K=        。（保留3位有效数字）

 

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Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定。

Ⅰ.制备Na2S2O3·5H2O

反应原理：Na2SO3 （aq）＋S（s）Na2S2O3 （aq）

实验步骤：

① 称取15 g Na2SO3加入圆底烧瓶中，再加入80 mL蒸馏水。 另取5 g研细的硫粉，用3 mL乙醇润湿，加入上述溶液中。

② 安装实验装置（如图所示，部分夹持装置略去），水浴加热， 微沸60分钟。

③ 趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na2S2O3·5H2O，经过滤、洗涤、低温干燥，得到产品。

回答问题：

（1） Na2S2O3 中硫元素的化合价为_____________；Na2S2O3在强酸性溶液中不能稳定存在，其原因为___________________（用离子方程式表示）。

（2）仪器a的名称是________，其作用是________________。

（3）产品中除了有未反应的Na2SO3外，最可能存在的无机杂质是________。检验其是否存在的方法是___________________。

Ⅱ.测定产品纯度

准确称取W g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂， 用0.100 0 mol·L－1碘的标准溶液滴定（反应原理为：2S2O＋I2===S4O＋2I-）。

（4）滴定至终点时，溶液颜色的变化：_____________。

（5）滴定结束后消耗碘的标准溶液体积为20.00mL。产品的纯度为（用含W的代数式表示）_____________。

 

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25℃时，向20mL0.1mol•L-1盐酸溶液中逐滴加入等浓度的氨水溶液，溶液中pH与pOH（pOH=一lgc（OH-））的变化关系如图所示。下列说法正确的是

A．b点消耗氨水的体积为20mL

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C．a点和c点所示溶液中水所电离出的c（OH-）分别为10-9mol•L-1和10-5mol•L-1

D．ab段所示溶液中相关离子浓度关系可能为：c（NH4+）＞c（Cl-）＞C（NH3·H2O）

 

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托卡朋是基于2012年诺贝尔化学奖研究成果开发的治疗帕金森氏病的药物，其部分合成路线如下

下列说法正确的是（   ）

A．托卡朋的分子式为C14H12NO5

B．反应AB的类型属于氧化反应

C．托卡朋分子中所有的碳原子不可能在同平面内

D．托卡朋不能发生加成反应

 

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2016年8月，联合国开发计划署在中国的首个“氢经济示范城市”在江苏落户。用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是（   ）

A．放电时，甲电极为正极，OH－移向乙电极

B．放电时，乙电极反应为：Ni（OH）2＋OH－—e－＝NiO（OH）＋H2O

C．充电时，电池的碳电极与直流电源的正极相连

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