鈷（Co）及其化合物在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用．為從某工業(yè)廢料中回收鈷，某學(xué)生設(shè)計(jì)流程如下（廢料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物質(zhì)）．

已知：①物質(zhì)溶解性：LiF難溶于水，Li2CO3微溶于水；
②部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH見下表：
Fe3+Co2+Co3+Al3+
pH（開始沉淀）1.97.15-0.233.4
pH（完全沉淀）3.29.151.094.7
請(qǐng)回答：
（1）步驟Ⅰ中得到含鋁溶液的反應(yīng)的離子方程式是
 
．
（2）將步驟Ⅱ中Co2O3與鹽酸反應(yīng)的離子方程式補(bǔ)充完整（填化學(xué)式）：Co2O3+6H++2Cl-=2
 
+
 
↑+3H2O
（3）步驟Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，應(yīng)使溶液的pH不超過(guò)
 
；廢渣中的主要成分除了LiF外，還有
 
．
（4）NaF與溶液中的Li+形成LiF沉淀，此反應(yīng)對(duì)步驟Ⅳ所起的作用是
 
．
（5）在空氣中加熱5.49g草酸鈷晶體（CoC2O4?2H2O）樣品，受熱過(guò)程中不同溫度范圍內(nèi)分別得到一種固體物質(zhì)，其質(zhì)量如下表．
溫度范圍/℃固體質(zhì)量/g
150～2104.41
290～3202.41
890～9202.25
經(jīng)測(cè)定，210～290℃過(guò)程中產(chǎn)生的氣體只有CO2，此過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是
 
．[M （CoC2O4?2H2O）=183g/mol]．
考點(diǎn)：金屬的回收與環(huán)境、資源保護(hù),難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)
專題：金屬概論與堿元素
分析：廢料加入氫氧化鈉溶液堿浸，得到鈷渣，加入鹽酸溶解后防曬霜氧化還原反應(yīng)，氧化鈷氧化氯離子為氯氣，過(guò)濾得到酸溶的溶液加入碳酸鈉溶液和NaF溶液凈化，除去鋰離子和鐵離子，在濾液中加入碳酸鈉溶液沉淀鈷離子為碳酸鈷沉淀，加入鹽酸和草酸銨溶液得到草酸鈷晶體，高溫分解得到氧化鈷；
（1）步驟Ⅰ中得到含鋁溶液是鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（2）氧化鈷氧化鹽酸溶液中氯化氫為氯氣，結(jié)合原子守恒和電子守恒分析配平書寫離子方程式；
（3）依據(jù)表中數(shù)據(jù)分析判斷加入碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液PH，沉淀鐵離子和鋰離子，但不能沉淀鈷離子；
（4）NaF與溶液中的Li+形成LiF沉淀，防止鋰離子結(jié)合碳酸根離子形成碳酸鋰沉淀；
（5）計(jì)算晶體物質(zhì)的量n=
5.49g
183g/mol
=0.03mol，失去結(jié)晶水應(yīng)為0.06mol，固體質(zhì)量變化=0.06mol×18g/mol=1.08g，圖表數(shù)據(jù)可知，150～210固體質(zhì)量變化=5.49g=4.41g=1.08g，說(shuō)明210°C失去結(jié)晶水得到CoC2O4，210～290℃過(guò)程中是CoC2O4發(fā)生的反應(yīng)，210～290℃過(guò)程中產(chǎn)生的氣體只有CO2 ，依據(jù)元素守恒得到生成CO2物質(zhì)的量為0.06mol，質(zhì)量=0.06mol×44g/mol=2.64g，氣體質(zhì)量共計(jì)減小=4.41g-2.41g=2g，說(shuō)明不是分解反應(yīng)，參加費(fèi)用的還有氧氣，則反應(yīng)的氧氣質(zhì)量=2.64g-2g=0.64g，O2物質(zhì)的量=
0.64g
32g/mol
=0.02mol，依據(jù)原子守恒配平書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式．
解答： 解：（1）步驟Ⅰ中得到含鋁溶液是鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
故答案為：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（2）氧化鈷氧化鹽酸溶液中氯化氫為氯氣，結(jié)合原子守恒和電子守恒分析配平書寫離子方程式，鈷元素化合價(jià)降低為+2價(jià)．氯元素化合價(jià)-1價(jià)變化為0價(jià)，反應(yīng)的離子方程式：Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O
故答案為：Co2+；Cl2；
（3）依據(jù)表中數(shù)據(jù)分析判斷加入碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液PH，沉淀鐵離子和鋰離子，但不能沉淀鈷離子，步驟Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，應(yīng)使溶液的pH不超過(guò)7.15，廢渣中的主要成分除了LiF外還有Fe（OH）3；
故答案為：7.15；Fe（OH）3；
（4）NaF與溶液中的Li+形成LiF沉淀，此反應(yīng)對(duì)步驟Ⅳ所起的作用是，降低溶液中Li+濃度，避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生Li2CO3沉淀；
故答案為：降低溶液中Li+濃度，避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生Li2CO3沉淀；
（5）計(jì)算晶體物質(zhì)的量n=
5.49g
183g/mol
=0.03mol，失去結(jié)晶水應(yīng)為0.06mol，固體質(zhì)量變化=0.06mol×18g/mol=1.08g，圖表數(shù)據(jù)可知，150～210固體質(zhì)量變化=5.49g=4.41g=1.08g，說(shuō)明210°C失去結(jié)晶水得到CoC2O4，210～290℃過(guò)程中是CoC2O4發(fā)生的反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體只有CO2 ，依據(jù)元素守恒得到生成CO2物質(zhì)的量為0.06mol，質(zhì)量=0.06mol×44g/mol=2.64g，氣體質(zhì)量共計(jì)減小=4.41g-2.41g=2g，說(shuō)明說(shuō)明有氣體參加反應(yīng)應(yīng)為氧氣，則反應(yīng)的氧氣質(zhì)量=2.64g-2g=0.64g，O2物質(zhì)的量=
0.64g
32g/mol
=0.02mol；n（CoC2O4）：n（O2）：n（CO2）=0.03：0.02：0.06=3：2：6，依據(jù)原子守恒配平書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CoC2O4+2O2
 210℃-290℃ 
.
 
Co3O4+6CO2，故答案為：3CoC2O4+2O2
 210℃-290℃ 
.
 
Co3O4+6CO2．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了流程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，主要是固體受熱過(guò)程中質(zhì)量變化來(lái)計(jì)算及化學(xué)方程式書寫，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

已知X、Y、Z、W、R是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，X是周期表中原子半徑最小的元素，Y元素的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)絕對(duì)值相等，Z的核電荷數(shù)是Y的2倍，W最外層電子數(shù)是最內(nèi)層電子數(shù)的3倍．下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A、微粒半徑：Z2+＞W(wǎng)2-＞R-
B、對(duì)應(yīng)氫化物的穩(wěn)定性：W＞R
C、W與X、W與Z形成的化學(xué)物晶體類型相同
D、Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是弱酸

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

下列各組中的兩物質(zhì)相互反應(yīng)時(shí)，與反應(yīng)條件和用量無(wú)關(guān)的是（　　）
A、Na和O2
B、Fe和FeCl3
C、CO2和NaOH
D、AlCl3和NaOH

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

化工生產(chǎn)中常用MnS作沉淀劑除去工業(yè)廢水中的Cu2+：Cu2+（aq）+MnS（s）?CuS（s）+Mn2+（aq），下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　�。�
A、MnS的Ksp比CuS的Ksp大
B、該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)：
c(Mn2+)
c(Cu2+)
=
Ksp(MnS)
Ksp(CuS)
C、往平衡體系中加入少量CuSO4固體后，c（Mn2+）變大
D、MnS（s）的濁液中加入少量可溶性MnSO4固體后，c（S2-）變大

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大．X與W同主族，X、W的單質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的狀態(tài)不同．Y是空氣中含量最高的元素，Z原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的3倍，Z2-與W+具有相同的電子層結(jié)構(gòu)．下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A、原子半徑大小順序：r（W）＞r（Z）＞r（Y）＞r（X）
B、元素Y的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Z的強(qiáng)
C、由X、Y、Z三種元素形成的化合物的水溶液可能呈堿性
D、化合物X2Z2與W2Z2所含化學(xué)鍵類型完全相同

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

某同學(xué)設(shè)計(jì)了由乙醇合成乙二醇的路線如下．乙醇
①
X
Br2
CCl4
Y
②
乙二醇
（1）X是
 
（填名稱）．
（2）X→Y的反應(yīng)類型是
 
．
（3）寫出Y→乙二醇的化學(xué)方程式
 
．
（4）等物質(zhì)的量的乙醇、乙二醇完全燃燒，消耗氧氣的物質(zhì)的量之比是
 
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

實(shí)驗(yàn)室合成乙酸乙酯的步驟如下：在圓底燒瓶?jī)?nèi)加入乙醇、濃硫酸和乙酸，瓶口豎直安裝通有冷卻水的冷凝管（使反應(yīng)混合物的蒸氣冷凝為液體流回?zé)績(jī)?nèi)），加熱回流一段時(shí)間后換成蒸餾裝置進(jìn)行蒸餾（如下圖所示），得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗產(chǎn)品．請(qǐng)回答下列問題：（已知：乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸點(diǎn)依次是78.4℃、118℃、77.1℃）
（1）在燒瓶中除了加入乙醇、濃硫酸和乙酸外，還應(yīng)放入幾塊碎瓷片，其目的是
 
．
（2）在燒瓶中加入一定比例的乙醇和濃硫酸的混合液的方法是：
 
．
（3）在該實(shí)驗(yàn)中，若用1mol乙醇和1mol乙酸在濃硫酸作用下加熱，充分反應(yīng)，能否生成1mol乙酸乙酯？
 
，原因是
 
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

把一定質(zhì)量的鎂、鋁混合物投入到1mol?L-1的鹽酸中，待金屬完全溶解后，向溶液中加入1mol?L-1的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質(zhì)量與加入氫氧化鈉溶液的體積關(guān)系如圖所示．則：
（1）金屬鋁的質(zhì)量為
 
g
（2）a的取值范圍是
 
 ml．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

工業(yè)上利用電解污泥（主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分難溶雜質(zhì)）回收銅和鉻等金屬，回收流程如下如圖1：

已知部分物質(zhì)沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲線如圖2如下：
Fe3+Cu2+Cr3+
開始沉淀pH2.14.74.3
完全沉淀pH3.26.7a
（1）在浸出過(guò)程中除了生成Fe2（SO4）3、Cr2（SO4）3外，主要還有
 
．
（2）在除鐵操作中，需要除去Fe3+和CaSO4，請(qǐng)完成相關(guān)操作：
①加入石灰乳調(diào)節(jié)pH范圍為：
 
～
 
；
②將濁液加熱到80℃，
 
．
（3）寫出還原步驟中加入NaHSO3生成Cu2O固體的離子反應(yīng)方程式
 
，此步驟中加入NaHSO3得到Cu2O的產(chǎn)率為95%，若NaHSO3過(guò)量，除了浪費(fèi)試劑外，還會(huì)出現(xiàn)的問題是
 
．

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