- 物质的分离和提纯
- 共4370题
工业上用粉碎的煤矸石（主要含Al2O3、SiO2及铁的氧化物）制备净水剂BAC〔Al2(OH)nCl6-n〕的流程如下：
（1）粉碎煤矸石的目的是______;滤渣I的主要成分是______ (填化学式)。
（2）步骤①在煮沸的过程中，溶液逐渐由无色变为绿色，此时溶液中有色离子为______(填化学式）;随后溶液又变为棕黄色，相关离子反应方程式为______;
步骤①的煮沸装置上方需安装一长导管，长导管的作用是____________。
（3）步骤②中加入适量的Ca(OH)2并控制pH，其目的:一是生成BAC;二是___________；巳知BAC的分散质粒子大小在1 nm〜100 nm之间，由此区别滤液I与BAC两种液体的物理方法是______;若Ca(OH)2溶液过量,则步骤③得到的BAC产率偏低，写出该反应的离子方程式______。
（4）若0.1 molAlCl3在某温度下溶于蒸馏水，当有5℅水解生成Al(OH)3溶液时，吸收热量a kJ。写出该过程的热化学方程式____________。
正确答案
（15分）（1）增大反应物接触面积，加快溶解速率（提高Al3+的浸出率）（2分）SiO2（1分）
（2）Fe2+（1分）4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O（2分）冷凝、回流（1分）
（3）除Fe3+（2分）用一束光照射液体，观察是否产生丁达尔现象（或丁达尔效应）（2分）
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O（2分）
（4）AlCl3(aq)+3H2O(l) 
试题分析： （1）将煤矸石粉碎可增大反应物接触面积，加快溶解速率。二氧化硅不溶于盐酸、硫酸，滤渣I为二氧化硅。
（2）呈绿色的离子是Fe2+，随后Fe2+酸性条件下被空气中氧气氧化为Fe3+。长导管的作用是冷凝、回流。
（3）由分散质粒子直径可知BAC为胶体，区分溶液和胶体可根据胶体能产生丁达尔效应、溶液不能产生丁达尔效应。加氢氧化钙的目的是调节pH使Fe3+沉淀，若氢氧化钙过量，则发生Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，使BAC产率偏低。
（4）反应0.005molAlCl3吸热akJ，所以反应1molAlCl3时吸热200akJ。
碳酸钠—过氧化氢加合物(aNa2CO3·bH2O2)具有漂白、杀菌作用。实验室用“醇析法”制备该物质的实验步骤如下：
第1步：取适量碳酸钠溶解于一定量水里，倒入烧瓶中；再加入少量稳定剂(MgCl2和Na2SiO3)，搅拌均匀。
第2步：将适量30%的H2O2溶液在搅拌状态下滴入烧瓶中，于15 ℃左右反应1 h。
第3步：反应完毕后再加入适量无水乙醇，静置、结晶，过滤、干燥得产品。
(1)第1步中，稳定剂与水反应生成两种常见的难溶物，其化学方程式为___________________________________________________________。
(2)第2步中，反应保持为15 ℃左右可采取的措施是_____________________
___________________________________________________。
(3)第3步中，无水乙醇的作用是____________________________________。
(4)H2O2的含量可衡量产品的优劣。现称取m g(约0.5 g)样品，用新煮沸过的蒸馏水配制成250 mL溶液，取25.0 mL于锥形瓶中，先用稀硫酸酸化，再用c mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点。
①配制250 mL溶液所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒________、________；
②滴定终点观察到的现象是______________________________________。
(5)可模拟用蒸馏法测定样品中碳酸钠的含量。装置如右图所示(加热和固定装置已略去)，实验步骤如下：
步骤1：按右图所示组装仪器，检查装置气密性。
步骤2：准确量取(4)中所配溶液50 mL于烧瓶中。
步骤3：准确量取40.00 mL约0.2 mol·L－1 NaOH溶液两份，分别注入烧杯和锥形瓶中。
步骤4：打开活塞K1、K2，关闭活塞K3缓缓通入氮气一段时间后，关闭K1、K2，打开K3；经分液漏斗向烧瓶中加入10 mL 3 mol·L－1硫酸溶液。
步骤5：加热至烧瓶中的液体沸腾，蒸馏，并保持一段时间。
步骤6：经K1再缓缓通入氮气一段时间。
步骤7：向锥形瓶中加入酸碱指示剂，用c1 mol·L－1 H2SO4标准溶液滴定至终点，消耗H2SO4标准溶液V1 mL。
步骤8：将实验步骤1～7重复两次。
①步骤3中，准确移取40.00 mL NaOH溶液所需要使用的仪器是________；
②步骤1～7中，确保生成的二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收的实验步骤是________(填序号)；
③为获得样品中碳酸钠的含量，还需补充的实验是______________________。
正确答案
(1)MgCl2＋Na2SiO3＋2H2O===2NaCl＋Mg(OH)2↓＋H2SiO3↓ (2)15 ℃水浴或冷水浴 (3)降低过碳酸钠的溶解度(有利于晶体析出)
(4)①250 mL容量瓶 胶头滴管 ②溶液呈粉红色且30 s不褪色
(5)①碱式滴定管 ②1,5,6 ③用H2SO4标准溶液滴定NaOH溶液的浓度
(1)由于稳定剂是氯化镁和硅酸钠，由题意混合后生成两种难溶化合物，因此该反应的化学方程式为MgCl2＋Na2SiO3＋2H2O===Mg(OH)2↓＋H2SiO3↓＋2NaCl。(2)要想较稳定的保持溶液的温度为15 ℃，较好的方法是用15 ℃的水浴。(3)反应完毕后向溶液中加入无水乙醇，主要作用是降低过碳酸钠的溶解度，有利于其结晶析出。(4)配制250 mL溶液需要的关键仪器是250 mL的容量瓶作为量器，准确确定溶液的体积，还需要烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管等；由于用酸性高锰酸钾溶液滴定双氧水，因此达到终点时，过量的高锰酸钾可以做指示剂，终点时的现象为滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液颜色呈粉红色，且半分钟不变色。(5)要准确量取40.00 mL NaOH溶液，需要精度高的量器，不能用量筒，应该用碱式滴定管；实验时先通入氮气是为了防止系统中空气的CO2影响实验结果，最后通氮气是为了把生成的CO2全部被烧碱吸收，检查装置气密性是为了防止生成的CO2逸出，加热煮沸烧瓶中的溶液是把生成并溶解在溶液中的CO2赶出然后被烧碱吸收，因此实验步骤1、5、6是为了保证生成的CO2完全被烧碱吸收；由于实验中烧碱溶液的浓度是大约为0.2 mol·L－1，因此要想准确计算实验结果，还需要知道烧碱溶液的准确浓度，这就需要用标准硫酸溶液滴定烧碱溶液的浓度。
氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含有Fe（Ⅱ）、Mn（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）等杂质]的流程如下：
提示：在本实验条件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。
回答下列问题：
（1）反应②中除掉的杂质离子是________，发生反应的离子方程式为________；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是________。
（2）反应③的反应类型为________，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有________。
（3）反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是______________。
（4）反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn（OH）2。取干燥后的滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品8.1 g，则x等于________。
正确答案
（1）Fe2＋和Mn2＋ MnO4-＋3Fe2＋＋7H2O=3Fe（OH）3↓＋MnO2↓＋5H＋，2MnO4-＋3Mn2＋＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋ 铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质
（2）置换反应 镍
（3）取少量水洗液于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净 （4）1
从分析整个流程图入手，明确每步发生的反应，从而解决相关问题。
（1）在反应②中，通过调节溶液的pH，高锰酸钾能将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，将Mn2＋氧化为MnO2而除去；若开始溶液的pH过低，Fe2＋、Mn2＋将很难生成沉淀而除去。
（2）第一次过滤后的滤液中含有的阳离子有Zn2＋、Ni2＋、H＋等，加入锌后可将Ni置换出来，故滤渣中还含有金属镍。
（3）反应④生成的沉淀为ZnCO3，同时生成Na2SO4，若沉淀未洗涤干净，洗涤液中应含有SO和Na＋，故只要对洗涤液中是否含有SO42-进行检验即可。
（4）煅烧过程中ZnCO3、Zn（OH）2均发生分解反应生成ZnO，根据关系式ZnCO3·xZn（OH）2～（x＋1）ZnO，可得
点拨：知识：除杂条件的选择、反应类型、离子检验、化学计算。能力：考查考生的逻辑思维能力、知识迁移应用能力和计算能力。试题难度：中等。
蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成，由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下：
（1）蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2+外，还含有的金属离子是 。
（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液的pH=7~8（有关氢氧化物沉淀的pH见下表），Ca(OH)2不能过量，若Ca(OH)2过量可能会导致 溶解，产生 沉淀。
（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物作为颜料，先向沉淀物A中加入 （填加入物质的化学式），然后 （依此填写实验操作名称）。物质循环使用，能节约资源。上述实验中，可以循环使用的物质是 （填写物质的化学式）。
（4）现设计实验，确定产品aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O中a、b、c的值。请写出下列实验步骤中所需要测定的项目（可用试剂：浓硫酸、碱石灰、氢氧化钠溶液、澄清石灰水）：①样品称量，②高温分解，③ ，④ ，⑤MgO称量。
（5）从下列仪器（装有必要的试剂）中选择完成上述实验所必需的仪器，连接一套装置 （选择仪器代号，可重复使用，用“A→B→……→”表示）
（6）18.2g产品完全分解后，产生6.6gCO2和8.0gMgO，由此可知，产品的化学式中a= ，b= ，c= 。
正确答案
（1）Fe3+、Al3+
（2）Al(OH)3、Mg(OH)2；
（3）NaOH，过滤、洗涤、灼烧，CO2。
（4）测出蒸气的质量，测出二氧化碳的质量。
（5）A→C→D→D
（6）3 1 3
试题分析：（1）蛇纹石矿可以看做MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成，蛇纹石加盐酸溶解后，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，而SiO2和HCl不反应，不能溶解。
（2）当氢氧化钙过量时，溶液碱性增强，Al(OH)3会溶解，从氢氧化物沉淀的pH表中可看出，Mg（OH）2在pH为9.4时开始沉淀，所以碱性增强Mg(OH)2会沉淀。
（3）红色氧化物为Fe2O3，应先将其中含有的少量Al(OH)3除去，除去Al(OH)3的方法是利用它能溶于强碱的性质，此过程中CO2是可以重复使用的。
（4）确定产品aMgCO3•bMg（OH）2•cH2O中a、b、c的值，需要测定的数据是①样品质量；②MgO质量；③生成CO2的质量（或体积）；④生成水的质量。
（5）A为样品反应装置，加热后产生水蒸汽和二氧化碳气体，为测定二者质量，应首先连接C装置，测定水的质量，故连接C；继续测定二氧化碳，此时应选用D，由于B中溶液含有水，与C连接易被C吸收，产生误差。为防止空气中的二氧化碳与水蒸汽被D吸收产生误差，故应连续连接两个D装置。故答案为A→C→D→D。
（6）m（样品）=18.2g，m（CO2）=6.6g，m（MgO）=8.0g，碱式碳酸镁分解：aMgCO3・bMg（OH）2・cH2O
一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co2O3·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。
从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如下：
（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为 。
（2）过程II中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方程式为（产物中只有一种酸根） 。在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因_______________。
（3）过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3，碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用，请写出该反应的离子方程式________________________。
（4）碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同，请写出在过程IV中起的作用是
____________________________________________________________。
（5）在Na2CO3溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是______（填序号）。
正确答案
（1）2Al+2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2↑
（2）4（Co2O3·CoO） + Na2S2O3 + 11H2SO4 ＝ 12CoSO4 + Na2SO4 + 11H2O(3分)
Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2，污染环境。（合理即可）
（3）2Al3++3CO32-+3H2O ＝ 2Al(OH)3↓+3CO2↑
（4）调整pH，提供CO32-，使Co2+沉淀为CoCO3
（5）B C D （有错不得分，答对1个得1分，全对得3分）
试题分析：（1）铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，注意该反应中水是反应物；
（2）Co3O4和硫代硫酸根离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成硫酸根离子、二价钴离子和水；盐酸具有还原性，能被Co2O3•CoO氧化生成有毒的氯气；
（3）根据铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳；
（4）碳酸钠溶液在过程Ⅲ中铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳；碳酸钠溶液在过程Ⅳ中调整pH，提供CO32-，使Co2+沉淀为CoCO3；
（5）A．根据电荷书恒判断；
B．根据碳酸根离子发生水解以及水的电离判断出离子浓度的大小；
C．根据碳酸根离子发生水解以及水的电离判断出离子浓度的大小；
D．根据质子守恒判断；
（6）根据关系式CoCl2•6H2O～CoCl2求出CoCl2•6H2O的质量，然后再根据差量法求出A物质的化学式．
（14分）废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO2、NH4CI、ZnCI2，还有少量的FeCI2和炭粉，用A制备高纯MnCO3，的流程图如下。
（1）碱性锌锰干电池的负极材料是_________(填化学式)。
（2）第Ⅱ步操作的目的是________________________。
（3）第Ⅳ步操作是对滤液a进行深度除杂，除去Zn2+的离子方程式为____________________。
(已知：Ksp(MnS)=2.5×10-13，Ksp(ZnS)=1.6×10-24)
（4）为选择试剂X，在相同条件下，分别用5 g黑色物质M进行制备MnSO3的实验，得到数据如右表：
①试剂x的最佳选择是_________。
②第Ⅲ步中用选出的最佳试剂X与M的主要成分反应的化学方程式为_________。
（5）已知：MnCO3难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解；Mn(OH)2开始沉淀时pH为7.7。请补充完成以下操作：
第Ⅴ步系列操作可按一下流程进行：请补充完成操作：（第Ⅴ步系列操作中可供选用的试剂：
操作1：___________________；操作2：过滤，用少量水洗涤2～3次
操作3：检测滤液，表明SO42-已除干净； 操作4：___________________；
操作5：低温烘干。
（6）操作1可能发生反应的离子方程式
正确答案
（14分，每空2分）
（1）Zn
（2）除去碳粉
（3）Zn2++MnS=ZnS+Mn2+
（4）①30%的过氧化氢 ②H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑
（5）加入NaHCO3，控制pH<7.7； 用少量无水乙醇洗涤2～3次
（6）Mn2++2 HCO3-= MnCO3↓+H2O+CO2↑
试题分析：（1） 碱性锌锰干电池中，锌比锰活泼，所以负极材料是Zn；
（2）第I步操作水浸后，溶于水的NH4CI、ZnCI2可除去，而碳粉不溶于水，所以第Ⅱ步操作的目的是除去碳粉；
（3）第Ⅳ步操作中加入MnS目的是利用沉淀的转化除去Zn2+，使MnS转化为更难溶的ZnS，离子方程式为Zn2++MnS=ZnS+Mn2+
（4）①根据表中数据选择30%的过氧化氢得到的MnSO4的质量最多，所以选择30%的过氧化氢；
②根据表可知，过氧化氢是把二氧化锰转化为硫酸锰，本身被氧化为氧气，化学方程式为H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑
（5）最终产物是碳酸锰，所以第一步应加入NaHCO3，调节pH值使之小于7.7，防止氢氧化锰生成；MnCO3潮湿时易被空气氧化，所以水洗完后再用用少量无水乙醇洗涤2～3次以除去碳酸锰表面的水分；
（6）操作1目的是生成碳酸锰的沉淀，所以可能发生反应的离子方程式Mn2++2 HCO3-= MnCO3↓+H2O+CO2↑
TiO2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。
（1）实验室利用反应TiO2（s）+2CCl4（g）=TiCl4（g）+CO2（g），在无水无氧条件下，制取TiCl4实验装置示意图如下
有关性质如下表
仪器A的名称是____ ，装置E中的试剂是 。反应开始前必须进行的操作是____ ；反应结束后的操作包括：①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温。正确的顺序为____ （填序号）。欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是 。
（2）工业上由钛铁矿（FeTO3）（含Fe2O3、SiO2等杂质）制备TiO2的有关反应包括：
酸溶：FeTiO3（s）+2H2SO4（aq）FeSO4（aq）+TiOSO4（aq）+2H2O（1）
水解；TiOSO4（aq）+2H2O（1）H2T1O3（s）+H2SO4（aq）
简要工艺流程如下：
①试剂A为 。钛液I需冷却至70℃左右，若温度过高会导致产率降低，原因是 。
②取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是____ ，写出其中发生氧化还原反应的离子方程式____ 。这种H2TiO3即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO2也会发黄，发黄的杂质是____ （填化学式）。
正确答案
（1）（球形）干燥管 浓硫酸 检查装置的气密性 ②③① 蒸馏
（2）①铁粉 由于TiOSO4容易水解，若温度过高，则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3而经过滤进入FeSO4·7H2O中导致TiO2产率降低。②Fe2+ H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O Fe2O3
试题分析：（1）仪器A的名称是球形干燥管，仪器B的作用是加热CCl4，使整个装置充满四氯化碳蒸汽。任何有气体参加的反应或制备气体的反应，在反应开始前都要检查装置的气密性。反应结束后为了防止TiCl4潮解，正确的操作顺序是②熄灭酒精灯③冷却至室温 ①停止通氮气 。TiCl4和CCl4的混合物，因为它们是沸点不同的、互溶的液态混合物，所以分离二者的方法是蒸馏。（2）①在钛铁矿FeTO3中含有Fe2O3、SiO2等杂质。在加入H2SO4时钛铁矿及Fe2O3溶解在其中，不能溶解的SiO2通过过滤分离除去。在滤液中含有Fe2 (SO4)3,为了制取纯净的绿矾，要在钛液中加入Fe粉把Fe2 (SO4)3还原为FeSO4。由于TiOSO4容易水解，若温度过高，则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3而经过滤进入FeSO4·7H2O中导致TiO2产率降低。②滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是Fe2+。其中发生氧化还原反应的离子方程式H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O。在H2TiO3受热分解时，其中的杂质Fe(OH)3也发生了分解反应：2Fe(OH)3
某地煤矸石经预处理后含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：
（1）“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为__________ 、____________。
（2）“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_____ ________、_____ ______。（写出两个）
（3）物质X的化学式为___________。“碱溶”时反应的主要离子方程式为：Fe3++3OH- = Fe(OH)3↓； 。
（4）已知Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4为了获得产品Al(OH）3，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO3一种试剂，后续操作过程是 。
（5）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl3溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl3·6H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因： 。
正确答案
（1）Al2O3+6H+=2Al3++3H2O ； Fe2O3+6H+="2" Fe 3++3 H 2O
（2）盐酸的浓度、反应温度、煤矸石颗粒大小、是否充分搅拌、反应时间（任写两个）
（3）CO2； Al(OH)3 +OH—=AlO2—+2H2O
（4）加入CaCO3调节pH到3.2，过滤除去Fe(OH）3后，再加CaCO3调节pH到5.4，过滤得到Al(OH)3
（5）AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡：AlCl3·6H2O(s）
试题分析：（1）金属氧化物Al2O3、Fe2O3能与酸反应，而非金属氧化物不能与酸反应。所以“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O ； Fe2O3+6H+="2Fe" 3 ++3H2 O 。（2）在用酸溶解金属氧化物时，影响化学反应速率的元素有盐酸的浓度、反应温度、煤矸石颗粒大小、是否充分搅拌、反应时间等等。（3）在用酸溶解金属氧化物时酸可能过量，AlCl3、FeCl3都是强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性。所以向该酸性溶液中加入CaCO3时发生反应：CaCO3+2H+=Ca2++ CO2↑+H2O。物质X是CO2。得到的沉淀是Al(OH)3、Fe(OH)3。加入NaOH溶液时，由于Al(OH)3是两性氢氧化物，能跟强碱反应溶解，发生反应为：Al(OH)3 +OH—=AlO2—+2H2O。（4）由于Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，而Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。所以为了得到纯净的Al(OH)3，首先加入CaCO3调节pH到3.2，得到Fe(OH）3，将其过滤除去后，再加CaCO3调节pH到5.4，这时又产生Al(OH）3。把它过滤出来并加以洗涤，即得到纯净的Al(OH）3。（5）常温下向AlCl3溶液中不断通入HCl气体，由于在AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡：AlCl3·6H2O(s）
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+、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：(金属离子浓度为：0.01mol/L)
③CoCl2·6H2O熔点为86℃，加热至110~120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴。
（1）写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式________________________。
（2）写出NaClO3发生反应的主要离子方程式_____________________________；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式_______________。
（3）“加Na2CO3调pH至a”,过滤所得到的沉淀成分为 。
（4）“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是_________、__________和过滤。制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是__________________。
（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂的目的是_________；其使用的最佳pH范围是________________。
A．2.0~2.5 B．3.0~3.5 C．4.0~4.5 D．5.0~5.5
（6）为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO3溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100％，其原因可能是_____________________。（答一条即可）
正确答案
（1）Co2O3+SO32－+4H+=2Co2++SO42－+2H2O （2分）
（2）ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O（每空2分）
（3）Fe(OH)3 Al(OH)3 （2分）
（4）蒸发(浓缩)、冷却(结晶) （2分） 降低烘干温度，防止产品分解（1分）
（5）除去溶液中的Mn2+ B （每空1分）
（6）粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水 （1分）
试题分析：（1）向水钴矿[主要成分为Co2O3、Co（OH）3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]
加入盐酸和亚硫酸钠，浸出液含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋等，所以Co2O3和亚硫酸钠在酸性条件下发生氧化还原，根据电荷守恒和得失电子守恒，反应为：Co2O3+SO32－+4H＋=2Co2＋+SO42－+2H2O；
（2）加入NaClO3，会发生FeCl2中铁元素的化合价+2→+3，失去电子，NaClO3中氯元素的化合价由+5→-1价，得到电子，根据电荷守恒和得失电子守恒，反应为：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O，“浸出液”中加过量NaClO3时，有毒气体是氯气，所以推断是NaClO3和“浸出液”中的氯离子发生了氧化还原反应，ClO3-中Cl元素的化合价由+5价降低为0价，HCl中Cl元素的化合价由-1价升高到0，根据电子守恒及质量守恒定律来配平，所以其方程式为：KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O，离子方程式是ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O；
（3）加Na2CO3调pH至5.2，铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，水解的离子方程式为：2Al3＋+3CO32－+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑；铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铁和二氧化碳，水解的离子方程式为：2Fe3＋+3CO32－+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑；故答案为：Fe(OH)3、Al(OH)3；
（4）从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体，其操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤，根据题意知，CoCl2·6H2O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，为防止其分解，制得的CoCl2·6H2O需减压烘干；
（5）根据流程图可知，此时溶液中存在Mn2＋、Co2＋金属离子，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＋完全沉淀，并防止Co2＋转化为Co(OH)2沉淀，故答案为：除去溶液中的Mn2＋；选B；
（6）根据CoCl2·6H2O的组成分析，造成产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%的原因可能是：含有杂质，导致氯离子含量大，结晶水化物失去部分水，导致相同质量的固体中氯离子含量变大。2·6H2O的工艺流程。
多晶硅（硅单质的一种）被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl4为主，它环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成分为BaCO3，且含有铁、镁等离子），制备BaCl2 • 2H2O，工艺流程如下：
已知： ① 常温下Fe3+、Mg2+ 完全沉淀的pH分别是3.4、12.4；
② BaCO3的相对分子质量是197； BaCl2 • 2H2O的相对分子质量是244；
（1）SiCl4发生水解反应的化学方程式__________________________________
（2）高温下，SiCl4 (g) 用H2还原可制取纯度很高的硅，当反应中有1mol电子转移时吸收
59 kJ热量，则该反应的热化学方程式为__________________________________
（3）加钡矿粉调节pH=7的作用是：
①使BaCO3转化为BaCl2 ②_______________________________
（4）生成滤渣A的离子方程式________________________________________
（5）BaCl2滤液经__________、_________、过滤、洗涤，再经真空干燥后得到BaCl2 • 2H2O
（6）10吨含78.8% BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2 • 2H2O___________吨。
正确答案
（1）SiCl4+4H2O＝H4SiO4↓+4HCl （2分，写成H2SiO3且配平可给1分）
（2）SiCl4（g）+2H2(g)＝Si(s)+4HCl(g) △H＝ +236 kJ/mol （2 分）
（3）使Fe3+ 完全沉淀 （1分）
（4）Mg2++2OH- = Mg(OH)2↓( 1分)
（5）蒸发浓缩，降温结晶（2分）
（6）9.76 （2 分）
试题分析：（3）常温下Fe3+、Mg2+ 完全沉淀的pH分别是3.4、12.4，加钡矿粉调节pH=7的另一作用为使Fe3+ 完全沉淀
（6）反应关系式为
BaCO3～BaCl2·2H2O
197 244
10×78.8% m
m=
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