6．鈷基合金中含少量鎂、鎳和鐵元素，在化工、航空航天和機械工業(yè)應(yīng)用廣泛．現(xiàn)有鈷基廢合金需要回收再利用，設(shè)計流程如圖：


已知：1）有關(guān)鈷、鎳、鎂、鐵化合物的性質(zhì)見下表：
化學(xué)式沉淀開始時的pH沉淀完全時的pH有關(guān)性質(zhì)
Co（OH）27.29.4Co+2HCl═CoCl2+H2↑
Co2++2NH3•H2O═Co（OH）2↓+2NH4+
Co2++2H2O?Co（OH）2+2H+
Ni+2HCl═NiCl2+H2↑
Ni2++6NH3•H2O═Ni（NH3）6]2++6H2O
Fe（OH）27.19.6
Fe（OH）32.33.7
Mg（OH）210.812.4
2）25℃Ksp（MgF2）=7.4×10-11、Ksp（MgCO3）=3.5×10-3
請回答：
（1）“除鎳”步驟必須控制在一定時間內(nèi)完成，否則沉淀中將有部分Co（OH）2轉(zhuǎn)化為Co（OH）3，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3
（2）在“鹽酸調(diào)pH=4”步驟中，加入鹽酸的作用是防止Co2+水解．
（3）“凈化”步驟中加入H2O2的作用是2Fe2++2H++H2O2=2H2O+2Fe3+（請用離子方程式表示）．廢渣的成分MgF2、Fe（OH）3（請用化學(xué)式表示）．
（4）已知25℃時，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，則該溫度下反應(yīng)Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+的平衡常數(shù)K=2.5×10-5．
（5）二水合草酸鈷晶體（CoC2O4•2H2O）中C元素的化合價為+3，在空氣中高溫反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CoC2O4•2H2O+O2=2CoO+4H2O+4CO2．

分析 由流程可知，鈷基合金中含少量鎂、鎳和鐵元素，加鹽酸溶解后，溶液中含有Co2+、Ni2+、Fe2+、Mg2+等離子，加氨水使Ni2+轉(zhuǎn)化為[Ni（NH3）6]2+，過濾分離出Co（OH）2、Mg（OH）2、Fe（OH）2，再加鹽酸溶解，調(diào)節(jié)pH=4可抑制發(fā)生Co2++2H2O?Co（OH）2+2H+，再加過氧化氫，發(fā)生2Fe2++2H++H2O2=2H2O+2Fe3+，加NaF使Mg2+轉(zhuǎn)化為MgF2沉淀，碳酸鈉可促進Fe3+水解轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3，則濾渣為MgF2、Fe（OH）3，過濾后的濾液加濃碳酸鈉反應(yīng)生成CoCO3，CoCO3與鹽酸、草酸銨反應(yīng)生成CoC2O4•2H2O，CoC2O4•2H2O高溫分解生成CoO，以此來解答．

解答 解：（1）“除鎳”步驟必須控制在一定時間內(nèi)完成，否則沉淀中將有部分Co（OH）2轉(zhuǎn)化為Co（OH）3，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3，故答案為：4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3；
（2）因Co2++2H2O?Co（OH）2+2H+，在“鹽酸調(diào)pH=4”步驟中，加入鹽酸的作用是防止Co2+水解，
故答案為：防止Co2+水解；
（3）“凈化”步驟中加入H2O2的作用是2Fe2++2H++H2O2=2H2O+2Fe3+，由上述分析可知廢渣的成分為MgF2、Fe（OH）3，
故答案為：2Fe2++2H++H2O2=2H2O+2Fe3+；MgF2、Fe（OH）3；
（4）25℃時，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，則該溫度下反應(yīng)Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{3}（{H}^{+}）}{c（F{e}^{3+}）}$=$\frac{{c}^{3}（{H}^{+}）{c}^{3}（O{H}^{-}）}{c（F{e}^{3+}）{c}^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{（K{w）}^{3}}{Ksp}$=$\frac{（1{0}^{-14}）^{3}}{4.0×1{0}^{-38}}$=2.5×10-5，故答案為：2.5×10-5；
（5）化合物中正負化合價的代數(shù)和為0，則CoC2O4•2H2O中C元素的化合價為$\frac{0-（-2×4）-（+2）}{2}$=+3價，在空氣中高溫反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CoC2O4•2H2O+O2=2CoO+4H2O+4CO2，故答案為：+3；2CoC2O4•2H2O+O2=2CoO+4H2O+4CO2．

點評 本題考查混合物分離提純，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰Φ目疾�，注意把握實驗的原理和目的為解答該類題目的關(guān)鍵，注意物質(zhì)的性質(zhì)及題給信息的應(yīng)用，題目難度中等．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：推斷題

16．已知X、Y、Z、L四種元素是組成蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)元素且原子序數(shù)依次增大．回答下列問題：
（1）L的元素符號為O；Y元素原子核外電子中，未成對電子數(shù)與成對電子數(shù)之比為1：2；四種元素的原子半徑從大到小的順序是C＞N＞O＞H（用元素符號表示）．
（2）Z、X兩元素按原子數(shù)目比l：3可構(gòu)成分子A，A的電子式為；B分子也由Z、X兩元素組成，作為運送飛船的火箭燃料，常溫下是一種液態(tài)化合物．已知該化合物的相對分子質(zhì)量為32，其中X元素的質(zhì)量分數(shù)為12.5%，且該分子結(jié)構(gòu)中只有單鍵．則B的結(jié)構(gòu)式為．若64g B分子與液態(tài)雙氧水恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)生兩種無毒又不污染環(huán)境的氣態(tài)物質(zhì)，還放出3000kJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g）△H=-1500kJ/mol．
（3）硒（Se）是人體必需的微量元素，與元素L同一主族，該族第2～5周期元素單質(zhì)分別與H2反應(yīng)生成l mol氣態(tài)氫化物產(chǎn)生的熱量數(shù)據(jù)如下，其中能表示生成1mol硒化氫所產(chǎn)生的熱量的是b（選填字母編號）．
a．-99.7kJ         b．-29.7kJ         c．+20.6kJ        d．+241.8kJ．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

17．用HNO3和HF的混酸處理某金屬后，產(chǎn)生的酸洗廢液中含有Fe3+、Ni2+、NO3-、F-和Cr2O72-等．下圖是綜合利用該酸洗廢液的工藝流程：

已知：
①金屬離子開始沉淀和沉淀完全時的pH：
Fe3+Ni2+Cr3+
開始沉淀1.56.74.0
沉淀完全3.49.56.9
②Ni2+與足量氨水的反應(yīng)為：Ni2++6NH3?[Ni（NH3）6]2+
（1）再生酸中含有HNO3，采取減壓蒸餾的目的為降低蒸餾的溫度以減少硝酸的分解．
（2）濾渣1的主要成分為：Fe（OH）3和少量氧化鐵．
（3）“轉(zhuǎn)化”時NaHSO3與Cr2O72-發(fā)生反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比：1：3．
（4）已知[Ni（NH3）6]2+為難電離的絡(luò)合離子，則“沉鎳”的離子方程式為：[Ni（NH3）6]2++S2-=NiS↓+6NH3．
（5）濾渣3的主要成分為CaSO4、Ca（OH）2和CaF2．
（6）經(jīng)檢測，最后的殘液中c（Ca2+）=0.001mol•L-1，則殘液中F-濃度為3.8
Mg•L-1，符合（填“符合”或“不符合”）排放標(biāo)準(zhǔn)[已知Ksp（CaF2）=4×10-11，國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求氟離子濃度小于10mg•L-1]．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

14．在體積為1L密閉容器中充入3mol的H2和1mol的N2，經(jīng)測定反應(yīng)開始后3s末的v（H2）=0.3mol/（L•s），則3s末H2的濃度為（　�。�
A．0.9mol/LB．1.8mol/LC．2.1mol/LD．1.2mol/L

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

1．碳、硫和氮的氧化物與大氣污染密切相關(guān)，對CO2、SO2和NO2的研究很有意義．
（1）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)NOx與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時，涉及如下反應(yīng)：
I：2NO2（g）+NaCl（g）?NaNO3（g）+ClNO（g）△H1＜0（平衡常數(shù)為K1）
II：ZNO（g）+Cl（g）?2ClNO（g）△H2＜0（平衡常數(shù)為K2）
III：4NO2（g）+2NaCl（g）?2NaNO2（g）+2NO（g）+Cl2（g）△H3 （平衡常數(shù)為K3）
反應(yīng)III中K3=$\frac{{K}_{1}^{2}}{{K}_{2}}$（用K1、K2表示），△H3=2△H1-△H2（用△H1、△H2表示）．若反應(yīng) II在恒溫、恒容條件下進行，能判斷該反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是AD．
A．容器內(nèi)混合氣體的壓強保持不變
B．v正（NO）=v逆（Cl2）
C．容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變
D．容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
（2）汽車尾氣中排放的NOx和CO會污染環(huán)境，在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOx和CO的排放，為了模擬應(yīng)：2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）在催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)的工作情況，控制一定條件，讓反應(yīng)在恒容密閉容器中進行，用傳感器測得不同時間NO（g）和CO（g）的濃度如表：
時間/S012345
c（NO）/（10-4mol/L）10.04.502.501.501.001.00
c（CO）/（10-3mol/L）3.603.052.852.752.702.70
平衡時，NO的轉(zhuǎn)化率ɑ（NO）=90%，
此溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=5000．
（3）科學(xué)家提出由CO2制取C的工藝如圖1所示．已知：在重整系統(tǒng)中n（FeO）：n（CO2）=5：1則在“熱分解系統(tǒng)”中，F(xiàn)exOy的化學(xué)式為Fe5O7．

（4）NQx可“變廢為寶”，由NO電解可制備NH4NO3，其工作原理如圖2所示（M、N為多孔電極）．為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需向電解產(chǎn)物中補充適量NH3．電解時M和電源負 極（填“正或負”）相連，書寫N極發(fā)生的電極反應(yīng)式．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

1．銅在我國有色金屬材料的消費中僅次于鋁，廣泛地應(yīng)用于電氣、機械制造、國防等領(lǐng)域．科學(xué)家可以通過X射線測定銅及其化合物的相關(guān)結(jié)構(gòu)．
①寫出基態(tài)Cu原子的核外電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1．
②用晶體的X射線衍射法可以測得阿伏伽德羅常數(shù)．對金屬銅的測定得到以下結(jié)果：晶胞為面心立方最密堆積，邊長為361pm．又知銅的密度為9.00g/cm3，則銅晶胞的體積是4.7×10-23cm3，晶胞的質(zhì)量是4.23×10-22克，阿伏伽德羅常數(shù)為6.01×1023mol-1（列式計算，已知Ar（Cu）=63.6）．
③圖是銅的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖1，可確定該晶胞中：陰離子的個數(shù)為4；陽離子的配位數(shù)是4．

④通過X射線推測膽礬中既含有配位鍵，又含有氫鍵，膽礬CuSO4•5H2O可寫成[Cu（H2O）4]SO4•H2O，其結(jié)構(gòu)示意圖可簡單表示如圖2：
寫出膽礬晶體中水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡式（必須將配位鍵表示出來）．
⑤下列說法正確的是BD（填字母）．
A．在上述結(jié)構(gòu)示意圖中，所有氧原子都采用sp3雜化
B．在上述結(jié)構(gòu)示意圖中，存在配位鍵、共價鍵和離子鍵
C．膽礬是分子晶體，分子間存在氫鍵
D．膽礬中的水在不同溫度下會分步失去
⑥往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu（NH3）4]2+配離子．已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形，但NF3不易與Cu2+形成配離子，其原因是NF3分子中氟原子電負性強，吸電子，使得氮原子上的孤對電子難于與Cu2+形成配位鍵．
⑦Cu2O的熔點比Cu2S的高（填“高”或“低”），請解釋原因Cu2O與Cu2S相比，陽離子相同、陰離子所帶電荷也相同，但O2-的半徑比S2-小，所以Cu2O的晶格能更大，熔點更高．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實驗題

8．某課外活動小組欲利用CuO與NH3反應(yīng)，研究NH3的某種性質(zhì)并測定其組成，設(shè)計了如圖實驗裝置（夾持裝置未畫出）進行實驗．請回答下列問題．

（1）儀器a的名稱為分液漏斗；儀器b中可選擇的試劑為固體氫氧化鈉或氧化鈣或堿石灰．
（2）實驗室中，利用裝置A，還可制取的無色氣體是bc（填字母）．
a． Cl2               b．O2c．SO2           d．NO2
（3）實驗中觀察到裝置C中黑色CuO粉末逐漸變紅，量氣管中有無色無味的氣體產(chǎn)生，上述現(xiàn)象證明NH3具有還原性，寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式3CuO+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+3H2O+N2．
（4）裝置E中濃硫酸的作用是吸收未反應(yīng)的氨氣，阻止裝置F中水蒸氣進入裝置D．
（5）實驗完畢，若測得干燥管D增重m g，裝置F測得氣體的體積為n L（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），則氨分子中氮、氫的原子個數(shù)比為$\frac{9n}{11.2m}$（用含m、n字母的代數(shù)式表示）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

5．有機物H是一種重要的醫(yī)藥中間體．其結(jié)構(gòu)簡式如圖1所示：合成H的一種路線如圖2：

①有機物A遇氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，其分子中的苯環(huán)上有2個取代基，且A的苯環(huán)上一氯代物有2種．
②J能發(fā)生銀鏡反應(yīng)．
請回答下列問題：
（1）I的名稱是乙醇．G生成H的反應(yīng)類型是取代反應(yīng)（或酯化反應(yīng)）．
（2）D的結(jié)構(gòu)簡式為．
（3）B的含氧官能團名稱是羥基、羧基；E生成F的化學(xué)方程式為．
（4）已知：ROH+R1Cl$→_{△}^{催化劑}$ROR1+HCl，C與E以物質(zhì)的量比1：1混合在催化劑、加熱條件下反應(yīng)，寫出化學(xué)方程式+$→_{△}^{催化劑}$+HCl．
（5）L是B的同分異構(gòu)體，L符合下列條件的結(jié)構(gòu)有15種（不考慮立體結(jié)構(gòu)）．
①與B具有相同的官能團；②遇氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

12．t℃時，將3 mol A和1 mol B氣體通入體積為2 L的密閉容器中（容積固定不變），發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g），△H＜0；在2 min時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)（溫度不變） 剩余了0.8 mol B，并測得C的濃度為0.4 mol/L，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）從開始反應(yīng)至達到平衡狀態(tài)，生成B的平均反應(yīng)速率為0.05mol/（L．min）．
（2）x=4．
（3）若繼續(xù)向原平衡混合物的容器中通入少量氦氣（假設(shè)氦氣和A、B、C都不反應(yīng)）后，化學(xué)平衡（填字母）C．
A．向正反應(yīng)方向移動   B．向逆反應(yīng)方向移動      C．不移動．

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同步練習(xí)冊答案