CoCl2可用于电镀,是一种性能优越的电池前驱材料,由含钴矿(Co元素主要以Co2O3、CoO存在,还含有Fe、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Mg、Ca元素)制取氯化钴晶体的一种工艺流程如下:
已知:①焦亚硫酸钠Na2S2O5,常做食品抗氧化剂。CaF2、MgF2难溶于水。
②CoCl2·6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③部分金属离子形成氢氧化物的pH见下表:
回答下列问题:
(1)操作①的名称为_________,NaClO3具有氧化性,其名称为__________________。
(2)浸取中加入Na2S2O5的作用是___________________________。
(3)滤液1中加入NaClO3的作用是_________,相关的离子方程式为__________________。
(4)加入Na2CO3溶液生成滤渣2的主要离子方程式为___________________________。
(5)滤渣3主要成分为__________________(写化学式)。滤液3经过多次萃取与反萃取制备CoCl2晶体
(6)滤液3中加入萃取剂I,然后用稀盐酸反萃取的目的是___________________________。
(7)制备晶体CoCl2·6H2O,需在减压环境下烘干的原因是___________________________。
高三化学综合题困难题
CoCl2可用于电镀,是一种性能优越的电池前驱材料,由含钴矿(Co元素主要以Co2O3、CoO存在,还含有Fe、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Mg、Ca元素)制取氯化钴晶体的一种工艺流程如下:
已知:①焦亚硫酸钠Na2S2O5,常做食品抗氧化剂。CaF2、MgF2难溶于水。
②CoCl2·6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110—120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③部分金属离子形成氢氧化物的pH见下表:
Co3+ | Fe3+ | Cu2+ | Co2+ | Fe2+ | Zn2+ | Mn2+ | Mg2+ | |
开始沉淀pH | 0.3 | 2.7 | 5.5 | 7.2 | 7.6 | 7.6 | 8.3 | 9.6 |
完全沉淀pH | 1.1 | 3.2 | 6.6 | 9.2 | 9.6 | 9.2 | 9.3 | 11.1 |
回答下列问题:
(1)操作①的名称为_________,NaClO3具有氧化性,其名称为__________________。
(2)浸取中加入Na2S2O5的作用是___________________________。
(3)滤液1中加入NaClO3的作用是_______________________________________,相关的离子方程式为__________________________________________。
(4)加入Na2CO3溶液生成滤渣2的主要离子方程式为___________________________。
(5)滤渣3主要成分为________________________(写化学式)。
滤液3经过多次萃取与反萃取制备CoCl2晶体
(6)滤液3中加入萃取剂I,然后用稀盐酸反萃取的目的是_______________________。
(7)制备晶体CoCl2·6H2O,需在减压环境下烘干的原因是_________________________________。
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CoCl2可用于电镀,是一种性能优越的电池前驱材料,由含钴矿(Co元素主要以Co2O3、CoO存在,还含有Fe、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Mg、Ca元素)制取氯化钴晶体的一种工艺流程如下:
已知:①焦亚硫酸钠Na2S2O5,常做食品抗氧化剂。CaF2、MgF2难溶于水。
②CoCl2·6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③部分金属离子形成氢氧化物的pH见下表:
回答下列问题:
(1)操作①的名称为_________,NaClO3具有氧化性,其名称为__________________。
(2)浸取中加入Na2S2O5的作用是___________________________。
(3)滤液1中加入NaClO3的作用是_________,相关的离子方程式为__________________。
(4)加入Na2CO3溶液生成滤渣2的主要离子方程式为___________________________。
(5)滤渣3主要成分为__________________(写化学式)。滤液3经过多次萃取与反萃取制备CoCl2晶体
(6)滤液3中加入萃取剂I,然后用稀盐酸反萃取的目的是___________________________。
(7)制备晶体CoCl2·6H2O,需在减压环境下烘干的原因是___________________________。
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三氧化二钴(Co2O3)常用于制滤光眼镜的添加剂、催化剂和氧化剂。以含钴废料(主要成分CoO、Co2O3,含有少量MnO2、NiO、Fe3O4)为原料制备Co2O3的流程如下:
(1)研磨的目的是____________。滤渣1的主要成分为______________(填化学式)。
(2)酸浸时双氧水的作用有___________。不能用盐酸代替硫酸,因为Co2O3与盐酸反应生成Cl2,污染境,该反应的离子方程式为__________。
(3)在实验室里,萃取操作要用到的玻璃仪器主要有___________。有机相再生时提取出的Ni2+可用于制备氢镍电池,该电池充电时的总反应为Ni(OH)2+MNiOOH+MH。则放电时正极的电极反应式为__________。
(4)沉钴时发生反应的离子方程式为_______。煅烧时发生反应的化学方程式为_______。
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三氧化二钴(Co2O3)常用于制滤光眼镜的添加剂、催化剂和氧化剂。以含钴废料(主要成分CoO、Co2O3,含有少量MnO2、NiO、Fe3O4)为原料制备Co2O3的流程如下:
(1)研磨的目的是____________。滤渣1的主要成分为______________(填化学式)。
(2)酸浸时双氧水的作用有___________。不能用盐酸代替硫酸,因为Co2O3与盐酸反应生成Cl2,污染境,该反应的离子方程式为__________。
(3)在实验室里,萃取操作要用到的玻璃仪器主要有___________。有机相再生时提取出的Ni2+可用于制备氢镍电池,该电池充电时的总反应为Ni(OH)2+MNiOOH+MH。则放电时正极的电极反应式为__________。
(4)沉钴时发生反应的离子方程式为_______。煅烧时发生反应的化学方程式为_______。
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三氧化二钴(Co2O3)常用于制滤光眼镜的添加剂、催化剂和强氧化剂。以含钴废料(主要成分CoO、Co2O3,含有少量MnO2、NiO、Fe3O4)为原料制备Co2O3的流程如下:
(1)研磨的目的是____________。滤渣1的主要成分为______________(填化学式)。
(2)酸浸时双氧水的作用有___________。不能用盐酸代替硫酸的原因是_________________。
(3)在实验室里,萃取操作要用到的玻璃仪器主要有___________。
(4)沉钴时发生反应的离子方程式为_______。煅烧时发生反应的化学方程式为_______。
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某废旧电池材料的主要成分为钴酸锂(LiCoO2),还含有一定量的铁、铝、铜等元素的化合物,其回收工艺如图所示,最终可得到Co2O3和锂盐。
已知:CoC2O4·2H2O微溶于水,它的溶解度随温度升高而逐渐增大,且能与过量的C2O42-离子生成Co(C2O4)n2(n-1)-而溶解。
(1)“还原酸浸”过程中钴酸锂反应的离子方程式________________________________________;温度通常控制在40℃以下的原因是_______________________________________________。
(2)“除铝铁”过程的两种试剂的作用分别是____________________,______________________。
(3)“除铜”所用试剂X为H2S,试写出该反应的离子方程式______________________________。
(4)“沉钴”过程中,(NH4)2C2O4的加入量(图a)、沉淀反应的温度(图b)与钴的沉淀率关系如图所示:
①随n(C2O42-):N(Co2+)比值的增加,钴的沉淀率先逐渐增大后又逐渐减小的原因________________________________________________________________________。
②沉淀反应时间为10 min,温度在50℃以上时,随温度升高而钴的沉淀率下降的可能原因是_________________________________________________________。
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某废旧电池材料的主要成分为钴酸锂(LiCoO2),还含有一定量的铁、铝、铜等元素的化合物,其回收工艺如图所示,最终可得到Co2O3和锂盐。
已知:CoC2O4·2H2O微溶于水,它的溶解度随温度升高而逐渐增大,且能与过量的C2O42-离子生成Co(C2O4)n2(n-1)-而溶解。
(1)“还原酸浸”过程中,LiCoO2发生反应的离子方程式为:___,该过程温度通常控制在40℃以下的原因是:___。
(2)“除铝铁”过程的两种试剂的作用分别是___,___。
(3)“除铜”所用试剂X为H2S,试写出该反应的离子方程式:___。并计算室温下该反应的平衡常数K=___,已知:25℃时Kap(CuS)=8.5×10-45,已知H2S在水中的的电离常数:K1=1.3×10-7,K2=7.l×10-15
(4)“沉钴”过程中,(NH4)2C2O4的加入量(图a)、沉淀反应的温度(图b)与钴的沉淀率关系如图所示:
①随n(C2O42-):N(Co2+)比值的增加,钴的沉淀率先逐渐增大后又逐渐减小的原因___。
②沉淀反应时间为10 min,温度在50℃以上时,随温度升高而钴的沉淀率下降的可能原因是___。
(5)已知“沉锂”过程中,滤液a中的c(Li+)约为10-1mol·L-1,部分锂盐的溶解度数据如下表所示。
结合数据分析,沉锂过程所用的试剂b是___(写化学式),相应的操作方法:向滤液a中加入略过量的试剂b,搅拌,___,___,洗涤干燥。检验沉淀洗净的方法是___。
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某废旧电池材料的主要成分为钴酸锂(LiCoO2),还含有一定量的铁、铝、铜等元素的化合物,其回收工艺如图所示,最终可得到Co2O3和锂盐。
已知:CoC2O4·2H2O微溶于水,它的溶解度随温度升高而逐渐增大,且能与过量的C2O42-离子生成Co(C2O4)n2(n-1)-而溶解。
(1)“还原酸浸”过程中,LiCoO2发生反应的离子方程式为________,该过程温度通常控制在40℃以下的原因是________。
(2)“除铝铁”过程的NaClO3的作用是_______。
(3)“沉钴”过程中,(NH4)2C2O4的加入量(图a)、沉淀反应的温度(图b)与钴的沉淀率关系如图所示:
①随n(C2O42-):n(Co2+)比值的增加,钴的沉淀率先逐渐增大后又逐渐减小的原因是_______。
②沉淀反应时间为10 min,温度在50℃以上时,随温度升高而钴的沉淀率下降的可能原因是___________。
(4)已知“沉锂”过程中,滤液a中的c(Li+)约为10-1mol·L-1,部分锂盐的溶解度数据如表所示。
Li2SO4 | Li2CO3 | |
0℃ | 36.1g | 1.33g |
100℃ | 24.0g | 0.72g |
结合数据分析,沉锂过程所用的试剂b是_________(写化学式),相应的操作方法:向滤液a中加入略过量的试剂b,搅拌,加热浓缩,________,洗涤干燥。
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三氧化二钴主要用作颜料、釉料及磁性材料,利用铜钴矿石制备Co2O3的工艺流程如图所示。
已知:铜钴矿石主要含有CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3和SiO2,其中还含有一定量的Fe2O3、MgO和CaO等。请回答下列问题:
(1)“浸泡”过程中可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是_______(写出2种即可)。
(2)“浸泡”过程中,加入Na2SO3溶液的主要作用是____________。
(3)向“沉铜”后的滤液中加入NaClO3溶液,写出滤液中的金属离子与NaClO3反应的离子方程式________________。
(4)温度、pH对铜、钴浸出率的影响如图1、图2所示:
①“浸泡”铜钴矿石的适宜条件为__________________。
②图2中pH增大时铜、钴浸出率下降的原因可能是___________。
(5)CoC2O4·2H2O在空气中高温煅烧得到Co2O3的化学方程式是________。
(6)一定温度下,向滤液A中加入足量的NaF溶液可将Ca2+、Mg2+沉淀而除去,若所得滤液B中c(Mg2+)=1.0×10-5 mol/L,则滤液B中c(Ca2+)为______。[已知该温度下Ksp(CaF2)=3.4×10-11,Ksp(MgF2)=7.1×10-11]
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氧化钴(Co2O3)粉体材料在工业、电子、电讯等领域都有着广阔的应用前景。某铜钴矿石主要含有CoO(OH) 、CoCO3、Cu2(OH)2CO3和SiO2,其中还含有一定量的Fe2O3、MgO和CaO等。由该矿石制备Co2O3的部分工艺过程如下:
Ⅰ.将粉碎的矿石用过量的稀H2SO4和Na2SO3溶液浸泡。
Ⅱ.浸出液除去含铜的化合物后,向溶液中先加入NaClO3溶液,再加入一定浓度的Na2CO3溶液,过滤,分离除去沉淀a [主要成分是Na2Fe6(SO4)4(OH)12]。
Ⅲ.向上述滤液中加入足量NaF溶液,过滤,分离除去沉淀b。
Ⅳ.Ⅲ中滤液加入浓Na2CO3溶液,获得CoCO3沉淀。
V.将CoCO3溶解在盐酸中,再加入(NH4)2C2O4溶液,产生 CoC2O4·2H2O沉淀。分离出沉淀,将其在400 ℃~600 ℃煅烧,即得到Co2O3。
请回答:
(1)Ⅰ中,稀硫酸溶解CoCO3的化学方程式是________,加入Na2SO3溶液的主要作用是________。
(2)根据图1、图2分析:
①矿石粉末浸泡的适宜条件应是________。
②图2中铜、钴浸出率下降的可能原因是________。
(3)Ⅱ中,浸出液中的金属离子与NaClO3反应的离子方程式:ClO3− + + == Cl− + + __________ ,________________
(4)Ⅱ中,检验铁元素完全除去的试剂是________,实验现象是________。
(5)Ⅱ、Ⅳ中,加入Na2CO3 的作用分别是________、________。
(6)Ⅲ中,沉淀b的成分是MgF2 、________(填化学式)。
(7)Ⅴ中,分离出纯净的CoC2O4·2H2O的操作是________。
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