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题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:217 题号:16045724
碳酸钴(CoCO3)是一种红色粉末,常用作催化剂、选矿剂和家装涂料的颜料。以含钴废渣(主要成分为CoO、Co2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备CoCO3的一种工艺流程如下:

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol· L-1计算)。

金属离子

开始沉淀的pH

沉淀完全的pH

Co2+

7.6

9.4

Al3+

3.0

5.0

Zn2+

5.4

8.0


回答下列问题:
(1)“酸浸”时通入SO2的目的是_________,反应的离子方程式为________________。此处的SO2也可以用Na2SO3代替,Na2SO3用量和钴的浸取率之间的关系如图1所示,则较为适宜的条件为__________

(2)除铝时,应控制溶液的pH范围为_______,除铝的离子方程式为_____________
(3)“萃取”过程可表示为ZnSO4 (水层) +2HX(有机层) ZnX2(有机层) + H2SO4(水层),由有机层获取ZnSO4溶液的操作是_______________
(4)用得到的CoCO3等为原料,采用微波水热法和常规水热法发可以制得两种CoxNi(1-x) Fe2O4,(其中Co、Ni均为+2价),均可用作H2O2分解的催化剂,有较高的活性。图2是两种不同方法制得的CoxNi(1-x) Fe2O4在10° C时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。由图中信息可知: _______________法制取得到的催化剂活性更高,由此推测Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是_________

(5)用纯碱沉淀转化法也可以从草酸钴(CoC2O4)废料中得到CoCO3,向含有CoC2O4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液,当有CoCO3沉淀生成时,溶液中 =______(保留两位有效数字)。[已知:Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8,Ksp(CoCO3)=1.4×10-13]

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Ⅰ.定性检验
(1)“灼烧”中用于盛装黑木耳的仪器是________
(2)甲同学往“酸浸”所得溶液中加入高锰酸钾,发现溶液的紫红色褪去,因此得出“此酸浸溶液中含”的结论。乙同学不赞同甲同学的观点,乙同学的理由是________
Ⅱ.定量分析1——高锰酸钾滴定法
(3)取一定量待测液,利用盐酸羟胺(在溶液中可完全电离出)将溶液中还原为,同时产生一种无污染的气体,该反应的离子方程式为________;再利用酸性高锰酸钾溶液氧化,根据消耗的高锰酸钾溶液的体积以计算铁元素含量。
(4)配制一定物质的量浓度的高锰酸钾溶液时,下列操作会使铁元素含量测量值偏高的是________。
A.没有进行洗涤操作
B.定容时俯视容量瓶的刻度线
C.摇匀后发现液面低于容量瓶刻度线,再滴加蒸馏水至刻度线
D.转移洗涤液时洒到容量瓶外,继续用该未清洗的容量瓶重新配制

Ⅲ.定量分析2——吸光度法
(5)取10mL待测液,利用吸光度法测得其吸光度为0.600(吸光度与的浓度关系如下图所示)。
该黑木耳中铁元素的含量(溶液密度为)=________(mg/100g)。
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解题方法
【推荐2】经检测某工厂的酸性废水中所含离子及其浓度如表所示:
离子
浓度/(mol/L)
(1)_______
(2)为了减少污染并变废为宝,工程师们设计了以下流程,回收铜和绿矾()。

①请写出操作①中铁粉与发生反应的离子方程式_______
②试剂B的化学式是_______
③上述100L废水经处理理论上可获得的物质的量是_______mol;
④由制得的绿矾晶体配制溶液时,实验操作中除要用到玻璃棒、托盘天平、药匙、量筒、烧杯外,还必须用到的两种玻璃仪器是_______,需称量绿矾晶体_______g,在配制溶液过程中按以下实验操作,会导致所配溶液浓度偏高的是_______
a.用托盘天平称量绿矾晶体时,将砝码放在左盘,药品放在右盘
b.溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤
c.转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水
d.定容后摇匀,发现液面降低,未补加蒸馏水
e.定容时,俯视刻度线
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