第3节《沉淀溶解平衡》填空题专题训练
1.【化学——选修2:化学与技术】(15分)
某矿石中除含SiO2外,还有9.24% CoO、2.78% Fe2O3、0.96% MgO、0.084 % CaO,从该矿石中提取钴的主要工艺流程如下:
(1)在一定浓度的H2SO4溶液中,钴的浸出率随时间、温度的变化如图所示。考虑生产成本和效率,最佳的浸出时间为 小时,最佳的浸出温度为 ℃。
(2)请配平下列除铁的化学方程式:
Fe2(SO4)3+ H2O+ Na2CO3= Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+ Na2SO4+ CO2↑
(3)“除钙、镁”的原理反应如下:MgSO4+2NaF=MgF2↓+Na2SO4;
CaSO4+2NaF=CaF2↓+Na2SO4。已知KSP(CaF2)=1.11×10-10、KSP(MgF2)=7.40×10-11,加入过量NaF溶液反应完全后过滤,则滤液中的c(Ca2+)/c(Mg2+)= 。
(4)“沉淀”中含杂质离子主要有 ;“操作X”名称为 。
(5)某锂离子电池正极是LiCoO2,含Li+导电固体为电解质。充电时,Li+还原为Li,并以原子形式嵌入电池负极材料碳-6(C6)中,电池反应为LiCoO2 + C6 CoO2 + LiC6。LiC6中Li的化合价为 价。若放电时有1mole-转移,正极质量增加 g。
【答案】(除标记外每空2分,共15分)
(1)12 90
(2)3 ,6,6,1,5,6 (有错计0分,“1”未写本次不扣分)
(3)1.50(或1.5)
(4)SO42-、NH4+、Na+ (少一个扣1分,有错计0分) 洗涤、低温干燥(各1分)
(5)0(1分) 7g
【解析】
试题分析:(1)根据五行可知,温度太低浸出率较低,而90℃与120℃时的浸出率差不太多,而温度太高消耗的能量较多,生产成本大,所以最佳的温度是90℃,12小时时浸出率基本达到最大,再增长时间,浸出率增大不多,所以最佳的浸出时间是12小时;
(2)该反应不是氧化还原反应,所以只需按照质量守恒定律配平即可,Fe元素守恒,则硫酸铁的系数是3,Na2Fe6(SO4)4(OH)12的系数是1,则硫酸钠的系数是5,所以碳酸钠的系数是6,二氧化碳为6,水是6;
(3)加入过量NaF溶液,则生成MgF2和CaF2沉淀,则滤液为二者的饱和溶液,溶液中的氟离子浓度相等,所以滤液中的c(Ca2+)/c(Mg2+)= KSP(CaF2)/ KSP(MgF2)= 1.11×10-10/7.4×10-11=1.5;
(4)根据流程图分析,除铁、钙、镁的过程中都生成硫酸钠,加入草酸铵后生成草酸钴沉淀,则该沉淀中可能存在的杂质离子有SO42-、NH4+、Na+;将得到的沉淀洗涤以除去杂质离子,然后低温干燥,防止草酸钴分解;
(5)充电时,Li+还原为Li,则LiCoO2 中Li的化合价是+1价,所以LiC6中Li的化合价Li的化合价是0价;放电时正极发生还原反应,则CoO2得到1个电子与锂离子结合为LiCoO2,所以放电时有1mole-转移,则有1mol LiCoO2生成,正极CoO2增加的质量即为1molLi的质量为7g。
考点:考查对图像的分析判断,化学方程式的配平,溶度积的应用,电化学反应原理的应用
2.(15分)元素铬及其化合物工业用途广泛,但含+6价铬的污水会损害环境。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量