综合题14.0分
化学

一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取草酸钴的工艺流程如下

已知:①浸出液含有的阳离子主要有H、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

18.浸出过程中加入Na2SO3的目的是_____________。

19.制取NaClO3可以将氯气通入到热的浓氢氧化钠溶液,该反应的离子方程式为     ;实验需要制取10.65 g NaClO3,需要的氯气由电解食盐水生成,若不考虑反应过程中的损失,则同时生成的氢气的体积为_________ (标准状况)。

20.萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是_________;使用萃取剂适宜的pH是______(填选项序号)。

A.接近2.0         

B.接近3.0         

C.接近5.0

21.“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11Ksp(CaF2)=1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/ c(Ca2+)=___________。

22.工业上用氨水吸收废气中的SO2。已知NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5mol·L-1 ,H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.2×10-2mol·L-1Ka2 =1.3×10-8mol·L-1。在通入废气的过程中:

①当恰好形成正盐时,溶液中离子浓度的大小关系为____________。

②当恰好形成酸式盐时,加入少量NaOH溶液,反应的离子方程式为____________。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

将Co3+、Fe3+还原

解析

      已知水钴矿[主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等],盐酸浸取——即碱性氧化物与酸反应生成盐和水,但是不是Co3+、Fe3+盐,而是Co2+、Fe2+(①浸出液含有的阳离子主要有H、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等)盐,显然,这是被Na2SO3还原的结果。故浸出过程中加入Na2SO3的目的是还原Co3+、Fe3+

考查方向

无机流程、反应原理。

解题思路

依据无机物性质、氧化还原反应规律、溶度积、盐类的水解等知识点解题。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

3Cl2+6OHClO3+5Cl+3H2O     

解析

       制取NaClO3可以将氯气通入到热的浓氢氧化钠溶液——其反应物是氯气和浓氢氧化钠溶液,生成物有NaClO3,可知这是氯气的歧化反应,另一还原产物是氯化钠。则该反应的离子方程式为3Cl2+6OHClO3+5Cl+3H2O;

实验需要制取10.65 g NaClO3,……则同时生成的氢气的体积为____(标准状况)。

依据:    3Cl2       ~    NaClO3

3×22.4 L       106.5 g

V(Cl2)         10.65 g

V(Cl2)= 10.65 g×3×22.4 L÷106.5 g=6.72 L

考查方向

无机流程、反应原理。

解题思路

依据无机物性质、氧化还原反应规律、溶度积、盐类的水解等知识点解题。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

除去Mn2+      B

解析

①浸出液含有的阳离子主要有H、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等,加NaClO3后Fe2+就被氧化为Fe3+,再加Na2CO3调节pH=5.2,就沉淀除去Fe3+和Al3+,滤液I中剩下的有Co2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+;再往滤液I中加NaF溶液,又沉淀除去Ca2+、Mg2+,滤液II中就剩下Co2+、Mn2+,因此,滤液Ⅱ中还需要除去的离子只有Mn2+,故往滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是除去Mn2+

       依据萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系图,既要萃取除去Mn2+,又要留下Co2+,使用萃取剂适宜的pH是 B.接近3.0。A.接近2.0——此时Mn2+萃取不完全;C.接近5.0——此时Co2+也被大量萃取到萃取剂中而除掉。

考查方向

无机流程、反应原理。

解题思路

依据无机物性质、氧化还原反应规律、溶度积、盐类的水解等知识点解题。

易错点

滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是?;以及使用萃取剂适宜的pH的选择。

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

0.7

解析

已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11Ksp(CaF2)=1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/ c(Ca2+)=Ksp(MgF2)/ Ksp(CaF2)= 7.35×10-11/1.05×10-10=0.7

考查方向

无机流程、反应原理。

解题思路

依据无机物性质、氧化还原反应规律、溶度积、盐类的水解等知识点解题。

第5小题正确答案及相关解析

正确答案

c(NH4+) >c(SO32-)>c(OH)>c(HSO3)>c(H+)

解析

用氨水吸收SO2。已知NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5mol·L-1 ,H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.2×10-2mol·L-1Ka2 =1.3×10-8mol·L-1

①(NH4)2SO3溶液中,因为Ka2Kb,故SO32-的水解强于铵离子,且水解显碱性(谁强显谁性),离子浓度的大小关系为c(NH4+) >c(SO32-)>c(OH)

考查方向

无机流程、反应原理。

解题思路

依据无机物性质、氧化还原反应规律、溶度积、盐类的水解等知识点解题。