2020届《高考调研》二轮复习 专题9-工艺流程（课件（159张PPT）+课时训练（学生版+教师版））

课时作业(九) 1．CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3、Co(OH)3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下： 已知：①浸出液含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Mn2＋、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： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 ③CoCl2·6H2O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。 (1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式：_____ _____。 (2)NaClO3的作用是_____，写出该反应的离子方程式：_____。 若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，可能会生成的有毒气体是_____(填化学式)。 (3)加Na2CO3调pH至5.2所得沉淀为_____。 (4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。加萃取剂的目的是_____ _____； 其使用的最佳pH范围是_____(填字母)。 A．2.0～2.5　　　　　　　　 B．3.0～3.5 C．4.0～4.5　　　　　　　　 D．5.0～5.5 (5)操作Ⅰ包含3个基本实验操作：蒸发、结晶和过滤。制得的CoCl2·6H2O需减压烘干的原因是_____。 (6)除“钙”“镁”是将滤液i中Mg2＋与Ca2＋转化为MgF2、CaF2沉淀。已知某温度下，Ksp(MgF2)＝7.35×10－11，Ksp(CaF2)＝1.50×10－10。当加入过量NaF，所得滤液中＝_____。 答案　(1)Co2O3＋SO32－＋4H＋===2Co2＋＋SO42－＋2H2O (2)将Fe2＋氧化成Fe3＋　ClO3－＋6Fe2＋＋6H＋===Cl－＋6Fe3＋＋3H2O　Cl2 (3)Fe(OH)3、Al(OH)3 (4)除去溶液中的Mn2＋　B (5)降低烘干温度，防止产品分解 (6)0.49 解析　含钴废料中加入盐酸、Na2SO3后的浸出液含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋等，加入NaClO3，可以将Fe2＋氧化得到Fe3＋，然后加入Na2CO3调pH至5.2，可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤后所得滤液i中加入NaF除去Ca2＋、Mg2＋，再用萃取剂萃取除去Mn2＋，得到的溶液中主要含有CoCl2。 (2)酸性条件下，加入NaClO3将Fe2＋氧化为Fe3＋，自身被还原为Cl－，若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，氯酸钠能够氧化氯离子生成氯气。 (4)由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液pH在3.0～3.5之间，可使Mn2＋被萃取，并防止Co2＋被萃取。 (6)根据溶度积可知＝＝＝0.49。 2．(2019·江苏)实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O，还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体，其实验流程如下： (1)室温下，反应CaSO4(s)＋CO32－(aq)CaCO3(s)＋SO42－(aq)达到平衡，则溶液中＝_____[Ksp(CaSO4)＝4.8×10－5，Ksp(CaCO3)＝3×10－9]。 (2)将氨水和NH4HCO3溶液混合，可制得(NH4)2CO3溶液，其离子方程式为_____ _____； 浸取废渣时，向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是_____ _____。 (3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60～70 ℃，搅拌，反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降，其原因是_____；保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高CaSO4转化率的操作有_____。 (4)滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料，制取CaCl2溶液的实验方案：_____ _____ [已知pH＝5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全；pH＝8.5时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂：盐酸和Ca(OH)2]。 答案　(1)1.6×104 (2)HCO3－＋NH3·H2O===NH4＋＋CO32－＋H2O　增加溶液中CO32－的浓度，促进CaSO4的转化 (3)温度过高，(NH4)2CO3分解　加快搅拌速率 (4)在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣，待观察不到气泡产生后，过滤，向滤液中分批加入少量Ca(OH ... ...