Question

某回收廢料中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Co₂O₃?CoO多種金屬氧化物，某 實驗室科技人員欲將之分離并制備有關物質，設計流程如圖所示：

（1）過程②的離子方程式為

 

．
（2）過程④會產生有毒氣體，反應的化學方程式為

 

．
（3）過程⑥用于制備綠色水處理劑，反應的離子方程式為

 

．
（4）過程⑦中碳酸鈉溶液起的作用是

 

．
（5）CoO溶于鹽酸可得粉紅色的CoCl₂溶液．CoCl₂含結晶水數目不同而呈現不同顏色，利用藍色的無水CoCl₂吸水變色這一性質可制成變色水泥和顯隱墨水．下表是粉紅色的CoCl₂?6H₂O晶體受熱分解時的情況：

溫度/℃	32	52	90	120
固體質量/g	①	83	74	65
固體物質化學式	CoCl2?6H2O	②	③	CoCl2

認真分析以上數據，填寫下列空白．③物質的化學式是

 

．寫出CoCl₂?6H₂O晶體受熱分解生成②的化學方程式

 

．

Answer 1

考點：金屬的回收與環境、資源保護,鎂、鋁的重要化合物,鐵的氧化物和氫氧化物

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）廢料通過堿液得到的含鋁廢液是含偏鋁酸根的廢液，故通二氧化碳是偏鋁酸根生成氫氧化鋁沉淀；
（2）根據過程④會產生有毒氣體結合反應物Fe₂O₃、Co₂O₃?CoO與鹽酸反應，因為Fe₂O₃與鹽酸反應生成氯化鐵和水，所以只有Co₂O₃?CoO與鹽酸反應產生有毒氣體即氯氣，再根據氧化還原反應特征說明Co₂O₃?CoO在反應中化合價減低，最后結合反應④后的產物書寫；
（3）根據紅褐色沉淀即氫氧化鐵在堿性條件下與次氯酸鈉反應生成高鐵酸鈉，再結合氧化還原反應的特征書寫；
（4）根據過程⑦的前后變化不難判斷碳酸鈉的作用；
（5）根據關系式CoCl₂?6H₂O～CoCl₂求出CoCl₂?6H₂O的質量，然后再根據差量法求出②和③物質的化學式．

解答： 解：（1）廢料通過堿液得到的含鋁廢液是含偏鋁酸根的廢液，故通二氧化碳是偏鋁酸根與二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀，所以離子方程式為
AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（2）根據過程④會產生有毒氣體結合反應物Fe₂O₃、Co₂O₃?CoO與鹽酸反應，因為Fe₂O₃與鹽酸反應生成氯化鐵和水，所以只有Co₂O₃?CoO與鹽酸反應產生有毒氣體即氯氣，再根據化合價變化說明Co₂O₃?CoO在反應中化合價減低，最后結合反應④后的產物為+2Co；所以化學方程式為：Co₂O₃?CoO+8HCl=CoCl₂+3Cl₂↑+4H₂O，
故答案為：Co₂O₃?CoO+8HCl=3CoCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（3）根據紅褐色沉淀即氫氧化鐵在堿性條件下與次氯酸鈉反應生成高鐵酸鈉，所以離子方程式為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（4）根據過程⑦的前后變化發現是沉淀CoCO₃，所以作用為調節PH值，提高碳酸根，使+2Co沉淀為CoCO₃；
故答案為：調節PH值，提高碳酸根，使+2Co沉淀為CoCO₃；
（5）CoCl₂?6H₂O～CoCl₂
        238             130    
         m             65g
 

238

m

=

130

65

  解得：m=119g
 ②物質的化學式為CoCl₂?nH₂O，則有：
   CoCl₂?6H₂O～CoCl₂?nH₂O△m
    238                       18（6-n）
   119g                      119g-83g

238

119

=

18(6-n)

119-83

，解得：n=2，
所以②物質的化學式為：CoCl₂?2H₂O，
同理③物質的化學式為CoCl₂?aH₂O，則有：
   CoCl₂?6H₂O～CoCl₂?aH₂O△m
    238                       18（6-a）
   119g                      119g-74g

238

119

=

18(6-a)

119g-74g

，解得：a=1，
所以③物質的化學式為：CoCl₂?H₂O；
故答案為：CoCl₂?H₂O；CoCl₂?6H₂O

52℃  .

CoCl₂?2H₂O+4H₂O．

點評：本題考查了金屬及其化合物的性質，考查氧化還原反應、離子反應、關系式計算等，難度中等，關鍵根據實驗流程利用氧化還原反應判斷書寫發生的離子反應，是對學生綜合能力的考查．是一道不錯的能力考查題．