氧化钴(Co2O3)粉体材料在工业、电子、电讯等领域都有着广阔的应用前景。某铜钴矿石主要含有CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3和SiO2,其中还含有一定量的Fe2O3、MgO和CaO等。由该矿石制备Co2O3的部分工艺过程如下:
Ⅰ.将粉碎的矿石用过量的稀H2SO4和Na2SO3溶液浸泡。
Ⅱ.浸出液除去含铜的化合物后,向溶液中先加入NaClO3溶液,再加入一定浓度的Na2CO3溶液,过滤,分离除去沉淀a[主要成分是Na2Fe6(SO4)4(OH)12]。
Ⅲ.向上述滤液中加入足量NaF溶液,过滤,分离除去沉淀b。
Ⅳ.Ⅲ中滤液加入浓Na2CO3溶液,获得CoCO3沉淀。
Ⅴ.将CoCO3溶解在盐酸中,再加入(NH4)2C2O4溶液,产生CoC2O4·2H2O沉淀。分离出沉淀,将其在400 ℃~600 ℃煅烧,即得到Co2O3。请回答:
(1)Ⅰ中,加入Na2SO3溶液的主要作用是____。
(2)Ⅱ中,浸出液中的金属离子与NaClO3反应的离子方程式:____。
(3)Ⅱ中,检验铁元素完全除去的试剂是___,实验现象是___。
(4)Ⅱ、Ⅳ中,加入Na2CO3的作用分别是____、_____。
(5)Ⅲ中,沉淀b的成分是MgF2、____(填化学式)。
(6)Ⅴ中,煅烧纯净的CoC2O4·2H2O的化学方程式是____。
(1). 将Co3+还原为Co2+ (2). ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O (3). KSCN溶液 (4). 溶液不变红色 (5). 调节溶液的pH (6). 富集Co2+(生成CoCO3沉淀) (7). CaF2 (8). 4CoC2O4·2H2O+3O2=2Co2O3 +8CO2↑+8H2O
离子 | 检验试剂 | 实验步骤 | 实验现象 | 离子方程式 |
K+ | 焰色反应 | ①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色②蘸取溶液,放在火焰上灼烧,观察火焰颜色。 | 浅紫色(通过蓝色钴玻璃片观察钾离子焰色) | —— |
Na+ | 焰色反应 | 火焰分别呈黄色 | ||
NH4+ | NaOH溶液(浓) | 向未知溶液中加入NaOH浓溶液并加热 | 生成有刺激性气味、使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 | NH4++OH-=NH3↑+H2O |
Al3+ | 加NaOH溶液 | 向未知溶液中加入NaOH溶液 | 加入适量NaOH溶液后生成白色沉淀,该沉淀溶于过量NaOH溶液中 |
Al3++3OH-=Al(OH)3↓ |
Cu2+ | 浓氨水 | 向未知溶液中加入浓氨水 | 加入适量浓氨水后生成蓝色沉淀,该沉淀溶于过量浓氨水中,溶液呈深蓝色 |
Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O |
Ag+ | ①稀盐酸或可溶性盐酸盐②稀HNO3③氨水 | 向未知溶液中加入稀盐酸再加入稀HNO3向过滤出的沉淀中加氨水 | 生成白色沉淀,不溶于稀HNO3,但溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+ | Ag++Cl-=AgCl↓ |
Ba2+ | 稀H2SO4或可溶性酸盐溶液 | 向未知溶液中加入稀H2SO4再加入稀HNO3 | 产生白色沉淀,且沉淀不溶于稀HNO3 | Ba2++SO42-=BaSO4↓ |
Fe3+ | KSCN溶液 | 向未知溶液中加入KSCN溶液或加NaOH溶液或加苯酚 | 变为血红色溶液 | Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 |
加NaOH溶液 | 产生红褐色沉淀 | Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ | ||
加苯酚 | 溶液显紫色 | Fe3++6C6H6OH→[Fe(C6H5O)]3-+6H+ | ||
Fe2+ | ①加NaOH溶液 | 向未知溶液中加入NaOH溶液并露置在空气中 | 开始时生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。 | Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 |
②KMnO4 (H+)溶液 | 向未知溶液中加入KMnO4(H+)溶液 | KMnO4(H+)紫色褪去 | MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O | |
③K3[Fe(CN)6] | 向未知溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液 | 出现蓝色Fe3[Fe(CN)6]2沉淀 | 3Fe2++2[Fe(CN)6]-=Fe3[Fe(CN)6]2↓ | |
④KSCN溶液,新制的氯水 | 加入KSCN溶液,新制的氯水 | 加入KSCN溶液不显红色,加入少量新制的氯水后,立即显红色。 | 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 |
离子 | 检验试剂 | 实验步骤 | 实验现象 | 离子方程式 |
CO32- | ①BaCl2溶液、稀盐酸 | 向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸 | 加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,沉淀溶于稀盐酸,并放出无色无味气体 | Ba2++CO32-=BaCO3↓ BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O |
②稀盐酸、Ca(OH)2溶液 | 加入稀盐酸后放出的气体通入使澄清的Ca(OH)2溶液 | 加入稀盐酸后放出无色无味气体,通入澄清的Ca(OH)2溶液变浑浊 | CO32-+2H+=H2O+CO2↑ Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O | |
SO42- | BaCl2溶液、稀硝酸或稀盐酸 | 向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸 | 生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀 | Ba2++SO42-=BaSO4↓ |
SO32- | ①BaCl2溶液、稀盐酸 | 向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸 | 加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,沉淀溶于稀盐酸,并放出刺激性气味的气体 | SO32-+2H+=H2O+SO2↑ |
②稀盐酸、品红溶液 | 加入稀盐酸后放出的气体通入品红溶液 | 加入稀盐酸后放出的气体使品红溶液褪色 | SO32-+2H+=H2O+SO2↑ | |
Cl- | AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸 | 向未知溶液中加入AgNO3溶液,再向沉淀中加入稀盐酸 | 生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀 | Ag++Cl-=AgCl↓ |
Br- | AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸 | 生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的浅黄色沉淀 | Ag++Br-=AgBr↓ | |
I- | AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸 | 向未知溶液中加入AgNO3溶液,再向沉淀中加入稀盐酸 | 生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀 | Ag++I-=AgI↓ |
②新制氯水,淀粉溶液 | 向未知溶液中加入新制氯水,再加入淀粉溶液 | 滴入新制Cl2,振荡后再滴入淀粉溶液,变蓝 | Ag++I-=AgI↓ 2I-+Cl2=I2+2Cl- I2遇淀粉变蓝 |
登录并加入会员可无限制查看知识点解析