化学化学铝及其化合物推断题的专项培优练习题含答案附答案解析

2020-2021【化学】化学铝及其化合物推断题的专项培优练习题(含答案)附答案解析一、铝及其化合物1. 铝、铁、硅的单质及化合物在工业生产中具有广泛应用，工业上常用某矿石(主要成分有AI2O3、Fe2O3、FeO、SiC2等)来制备绿矶(FeSO 7H2O)和氧化铝，其工艺流程如图：回答下列问题:(1) 滤渣1的成分是，举例说明滤渣2的用途_。(2) 用离子方程式表示溶液A加入过量铁粉的目的是 。(3) 写出由滤液1生成滤液2的离子方程式 。(4) 过程1、2、3均涉及分离操作，所需玻璃仪器有。(5) 由溶液B得到绿矶的具体操作为 、过滤、洗涤和干燥。(6) 过程3需要加入的试剂 A是_，写出此过程的离子方程式 。【答案】Fe?O3、FeO制备硅胶，作干燥剂将Fe3+全部还原为F0 AIO2-+4H+= AI3+2H2O漏斗、烧杯和玻璃棒蒸发 氨水 AI3+3NH3 . H2O= AI(OH)3 J +3NH4+【解析】【分析】AI2O3属于两性氧化物，Fe2O3、FeO都是碱性氧化物，SiO2属于酸性氧化物，因此，矿石中 的AI2O3和SiC2能溶于氢氧化钠溶液，Fe2O3、FeO溶于氢氧化钠溶液，滤渣1的成分是FqO3、FeO;滤液1中的溶质有 NaAIQ和NazSiQ，加入过量盐酸后，AIO2-转化为AP+,SiO32-转化为 fSiQ的白色胶状沉淀，滤液2的主要溶质是 AIC3，滤渣2的成分是H2SiQ,可用于制备硅胶，作干燥剂；过程3的作用是将溶液中的 Al3+转化为AI(OH)3沉淀，应加入碱溶液；Fe?O3、FeO都能溶于稀硫酸，分别得到Fe2(SO4)3和FeSO,溶液A的溶质有Fe2(SO)3和FeSO,加入过量铁粉，将 Fe3+全部还原为Fe2+,溶液B为FeSQ。【详解】(1) 由分析可知滤渣1的成分是F&O3、FeO；滤渣2的成分是H2SiQ，可用于制备硅胶，作 干燥剂，故答案为：FezO3、FeO;制备硅胶，作干燥剂；Fe2O3、FeO都能溶于稀硫酸，分别得到Fe2(SO4)3和FeSO,溶液A的溶质有Fes(SO4)3和FeSO,加入过量铁粉，将Fe3+全部还原为F0，反应的离子方程式为：2 Fe3+Fe=3 Fg+,故答案为：将Fe3部还原为Fe2* ；由滤液1生成滤液2的过程为AIO2-转化为Al3+，离子方程式为：AIO2-+4H+= AI3+2H2O, 故答案为：AIO2-+4H+= AF+2H2O;(4) 过程1、2、3均涉及到的分离操作是过滤，所需玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒，故答 案为：漏斗、烧杯和玻璃棒；(5) 溶液B得到绿矶的具体操作为蒸发、过滤、洗涤和干燥，故答案为：蒸发；过程3的作用是将溶液中的 AI3+转化为AI(OH)3沉淀，应加入碱溶液，由于AI(OH)3能溶于强碱溶液，但不能溶于氨水，所以试剂A是氨水，所发生反应的离子方程式为：AI3+3NH3. H20= AI(OH)sJ +3NH4+，故答案为：氨水； AI3+3NH3 .我0= AI(0H)3 J +3NH4+。2. 铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属材料。现有铁、铝的混合物进行如下实验:F皿加小空呼日常液(1) 操作X的名称是气体A是。(填化学式)，A在该反应中作为 (填 氧(3)A与CI2混合光照可能发生爆炸，生成 化剂”或还原剂”。溶液B中阴离子除 0H-外还有，溶液D中存在的金属离子为 。【答案】过滤迪(或氢气)HCI还原剂 AIQ- F尹【解析】【分析】金属混合物中Fe与NaOH溶液不反应，而 AI可以与NaOH溶液反应产生 NaAI02、H2, NaAI02易溶于水，所以气体 A是H2，溶液B是NaAI02与NaOH的混合溶液，固体 C是 Fe, Fe是比较活泼的金属，与 HCI发生置换反应产生 FeC2和氢气，因此溶液 D为FeC2, 据此分析解答。【详解】(1) 操作X的名称是分离难溶性的固体与可溶性液体混合物的方法，名称是过滤；气体A是H2;(3)A是H2, H2和CI2的混合气体光照会发生爆炸，反应生成HCI，在该反应中，氢元素的化合价升高，失去电子，被氧化，所以H2作还原剂，；溶液B是反应产生的NaAI02与过量的NaOH的混合溶液，所以溶液 B中阴离子除0H-外 还有AI02-;铁可以和盐酸反应生成FeC2和H2,溶液D中含有的金属离子为 Fe2+。【点睛】本题考查金属铁以及金属铝的化学性质。注意知识的积累是解题的关键，HCI的氧化性比较弱，只能把Fe氧化为Fe2： C2、H202具有强氧化性，可以把Fe氧化为Fe3+； AI既可以与酸反应产生氢气，也可以与强碱溶液反应反应氢气，等物质的量的铝与足量的酸、碱反 应产生氢气的物质的量相等。3. A是一种红棕色金属氧化物；B、D是金属单质；J是一种难溶于水的白色化合物，受热易分解。DD回答下列问题:(1) A、E、J G 的化学式分别为 _、_、_、_。(2) C转化为I的离子方程式为 。(3) H和I反应生成J的离子方程式为 。(4 )如何检验E溶液中大量存在的阳离子 ?_。【答案】FaO3 FeC2 AI(0H)3 Fe(0H)3 AI2O3+2OH 2AIO2-+H2O Ap+3AI6-+6H2A4AI(OH)3 J 取E溶液2mL于试管中，滴入几滴 KSCN溶液，无现象，再滴入几滴 氯水，溶液呈血红色，则含有FW+【解析】【分析】A是一种红棕色金属氧化物，则A是Fe2O3,红褐色沉淀 G为Fe(OH，分解可以生成氧化铁，则F是Fe(OH)2. B、D是金属单质，Fe2O3和B在高温下能反应生成金属单质D,则该反应是铝热反应，B是Al, D是Fe, C是AI2O3, J是一种不溶于水的白色化合物，受热容 易分解成C,则J是AI(OH)3，由转化关系可知，I是NaAIO2, H是AICI3;铁和盐酸反应生 成氯化亚铁和氢气，E和氨水反应生成 Fe(OHb,则E是FeC2,以此解答该题。【详解】(1) 由以上分析可知，则 A为FezO3, E是FeC2, J是AI(OH)3, G是Fe(OH)3；(2) 氧化铝是两性氧化物，与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应离子方程式为：AI2O3+2OH-2AIO2-+H2O;铝离子和偏铝酸根之间双水解而不共存，反应的离子方程式为AI3+3AIO2-+6H2O 4AI(OH)3 J ;(4) E是FeC2，检验亚铁离子，可取 E溶液2mL于试管中，滴入几滴 KSCN溶液，无现象, 再滴入几滴氯水，溶液呈血红色，则含有Fe2*。4. 钠、铝和铁是三种重要的金属。请回答：(1) 请画出钠的原子结构示意图 ，根据钠的原子结构示意图可得出钠的哪些性质？(写出一条)。(2) 这三种金属的金属活动性由强到弱的顺序是 。(3) 小块金属钠投入水中，发生反应的化学方程式为 ;可观察到的实验现象是(填字母)。a.钠沉到水底b.钠熔成小球c小球四处游动d.水变红色(4) 铝与稀硫酸反应的离子方程式为 强还原性【分析】Na Al Fe 2Na + 2HO=2NaOH + Hd bc 2AI(1) 钠原子核外有11电子；最外层小于 4个电子的原子易失去电子；(2) 结合金属活动顺序表判断；(3) Na的密度小于水，钠的熔点较低，钠和水反应生成NaOH和氢气同时放出大量热，钠受力不均导致四处游动；(1)钠原子核外有11电子，则钠原子的结构示意图是最外层只有1个电子，易(4)AI溶于稀硫酸生成硫酸铝和氢气。 【详解】(2)操作用到的主要仪器有 失电子，具有强还原性;由金属活动顺序可知，Na、Al、Fe的金属性强弱顺序为 Na Al Fe;(3) Na的密度小于水，所以钠会浮在水面上，钠的熔点较低，钠和水反应生成NaOH和氢气同时放出大量热使钠熔融发出嘶嘶的响声，钠受力不均导致四处游动，生成NaOH导致溶液呈碱性，但是水中没有滴加酚酞，则溶液不变色，故发生反应的化学方程式为2Na +2AI +6H+=2AI3+ 3H2 f。2H2O=2NaOH + H2 f,实验现象正确的是 bc ；(4) AI溶于稀硫酸生成硫酸铝和氢气，发生反应的离子方程式为5. 用含钴废料(主要成分为 Co,含有一定量的 Ni、AI2O3、Fe、SiQ等)制备草酸钴晶体(CoQO4?2H2O)的工业流程如图。已知：草酸钴晶体难溶于水，RH为有机物(难电离)依H心色8(1)滤渣I的主要成分是 (填化学式)，写出两种能提高酸浸速率的措施(3) H2O2 是种绿色氧化剂，写出加入 H2O2 后发生反应的离子方程式(4)加入氧化钴的目的是 。加入(NH4)2C2O4反应得到草酸钴晶体的离子方程式 ，过滤得到的草酸钴晶体需要用蒸馏水洗涤，检验是 否洗涤干净的方法是 。实验室可以用酸性 KMnO4标准液滴定草酸根离子(C2O42-)，测定溶液中C2O42-的浓度，KMnO4标准溶液常用硫酸酸化，若用盐酸酸化，会使测定结果 (填偏高”偏低“或 “无影响 ”。)【答案】 SiO2 增大硫酸的浓度 提高反应的温度、搅拌、将固体粉碎 (任选两个 ) 分液漏 2+ + 3+斗、烧杯 2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O 调节 pH2+ 2Co +C2O4 +2H 2O=CoC2O4 2H2O取最后一次的洗涤液少许于试管中，滴入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀生成，则证明洗涤干净偏高【解析】【分析】用含钴废料(主要成分为Co,含有一定量的 Ni、AI2O3、Fe、SiC2等)制备草酸钴晶体 (CoC2O4?2H2O):粉碎后用硫酸溶解， SiO2不与硫酸反应，过滤得到滤液中含有CoSQ、NiSQ、FeSQ、Ab(SQ)3及过量的硫酸，滤渣 I为SiO2，滤液中加入过氧化氢和 CoO,将 氧化为Fe3+,同时调节pH,使铁离子、铝离子转化为沉淀除去，所以滤渣n为氢氧化铁、氢氧化铝，向滤液中加入 RH, Ni2+溶于有机层，操作为分液，向水层加入 (NH4)2C2O4，得到草酸钴晶体，以此来解答。【详解】(1)用含钴废料，粉碎后用硫酸溶解，SiQ不与硫酸反应，滤渣I为SiO2；提高硫酸的浓度、提高反应的温度、搅拌、将固体粉碎均能提高酸浸速率；(2 )通过操作得到水层和有机层，则操作为分液，分液需要的仪器有：分液漏斗、烧杯；(3) H2O2氧化亚铁离子生成铁离子，离子方程式为：2+3+2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O；(4) 加入氧化钴的目的是调节溶液的pH,将浸出液中Fe3+和Al3+全部沉淀；2+ 2(5) 加入 (NH4)2C2O4 反应的离子方程式为：Co +C2O4 +2H 2 O=CoC 2O 4 2H2O ,过 滤得到的草酸钴晶体需要用蒸馏水洗涤,检验是否洗涤干净的方法是：取最后一次的洗涤 液少许于试管中,滴入盐酸酸化的氯化钡溶液,若无沉淀生成,则证明洗涤干净；(6) 若用盐酸酸化,高锰酸钾会氧化盐酸中的氯离子,消耗高锰酸钾偏多,测定结果偏 高。6. 用方铅矿(主要为 PbS)和软锰矿(主要为 MnO2，还有少量AI2O3等杂质)制备 PbSQ 和 Mn3O4 的工艺流程：已知：(1) PbS+MnO2 +4H+=Mn2+Pb2+S+2H2O(2) PbC2(s)+2C(aq)=PbC42-(aq) H0，还可采用的方法是(1) 80 C用盐酸处理两种矿石，为加快酸浸速率 (任写一种)。;加入物质(写化学式)。(2 )向酸浸液中加入饱和食盐水的目的是X可用于调节酸浸液的 pH值，物质X可以是A. MnCO3 B. NaOH C. ZnO D. PbO(3) 滤渣中含有金属杂质形成的化合物，其成分为 (4) 向滤液2中通入NH3和O2发生反应，写出总反应的离子方程式：【答案】粉碎矿石、搅拌、适当增加盐酸浓度等增大PbC2的溶解度 AD Al(OH6H2O+12NH3+O2+6Mn 2+=2Mn3O4+12NH ；【解析】【分析】方铅矿精矿(主要成分 PbS)和软锰矿(主要成分 MnO2,含有AI2O3等杂质)中加入稀盐 酸并加热至 80 C，发生的反应有：MnO2+PbS+4HCI=MnC2+PbC2+S+2H2O、Al2Q+6HCI=2AIC3+3H2O，向酸浸溶液中加入 NaCl溶液、X,调节溶液的 pH,使Al3+转化为 沉淀，要除去 Al3+需要加入能与 H+反应且不能引进新的杂质，然后过滤得到氢氧化铝沉淀 和滤液，将滤液1分离得到PbC2晶体和滤液2,向滤液2中通入氨气、氧气，锰离子被氧 化生成Mn 304,过滤得到 Mn3O4和滤液，以此解答。【详解】(1) 采取粉碎矿石或搅拌或适当增加盐酸浓度等措施均能加快酸浸速率；(2) 由反应PbCl2 s +2Cl aq =PbCb aq可知，向酸浸液中加入饱和食盐水，通过增大Cl-浓度可促进PbC2的溶解；加入物质 X调节溶液的pH，使Al3+转化为沉淀，同时不 引入新的杂质，结合滤液1中含有皿门2+和PM+,可选择MnCO3和PbO调节溶液pH,而NaOH和ZnO调节pH时会引进杂质离子，即答案选AD；(3) 酸浸液中加入 MnCO3或PbO调节溶液pH，促进溶液中 Al3+完全转化为 AI(OH)3沉 淀，滤渣中含有金属杂质形成的化合物，其成分为AI(OH)3；8(4) 滤液2中含有Mn2+,通入NH3和02生成Mn3O4, Mn元素化合价从+2价升高至 价，02中O元素化合价从0价降低至-2价，根据化合价升降守恒、电荷守恒以及原子守恒 可知发生反应的离子方程式为：6H2O+12NH 3+O2+6Mn 2+=2Mn 3O4+12NH 4。【点睛】3调节溶液的pH，常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀，调节pH所需的物质一般应满足两点： 能与H+反应，使溶液pH增大； 不引入新杂质；例如：若要除去 Cu2+中混有的Fe3+,可加入CuO、CuCQ、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CQ等物质来 调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。7. 我国某地粉煤灰中主要含有 AI2O3,除此之外还含有 Ga2O3及少量F03、CaO MgO和SiO2等物质。已知从粉煤灰中回收铝并提取镓的工艺流程如下所示：NaiCOi盐渡滤渣 宦宦混舍液加0日熔罔回答下列问题:(1 )焙烧前，应将粉煤灰与纯碱粉末充分混合，其原因是 ；混合焙烧时，AI2O3、Ga2O3均发生类似于 SiO2的反应，试写出 Ga2O3在此过程中发生反应的化学方程式： 0(2) 滤渣的成分是 ;含铝混合液中除了大量 A13之外，还有Fe3+和少量Mg2+,由混合液制取纯净 AI(OH)3的实验方案是 。(3) 洗脱液中往往还有少量Fe3+,需要进一步分离。若使Fe3+恰好完全沉淀c(Fg+)= I x-I05mol 时，Ga3+浓度至少为 mol 2才会开始沉淀。(已知：Ksp Ga(OH)3 =1.4 10-34, Ksp Fe(OH)3 =4.0 10-38。)(4) 电解过程中，Ga+与 NaOH溶液反应生成 GaO-, GaO2-在阴极放电，则电解方程式为 ;电解过程中需要保持溶液为pH=11以上的原因是。焙烧【答案】增大反应物接触面积，加快化学反应速率Ga?O3+Na2CO32NaGaO2+CQfH2SiO3或H4SiO4向混合液中加入过量 NaOH,过滤，向滤液中通入足量CQ,再过滤通电3.5 x fmol/L 4GaO2+2H2O = 4Ga+3O2 +4OH-抑制 GaO?水解，并阻止 H+在阴极放电降低电解效率【解析】【分析】混合焙烧时，AI2O3、Ga2O3、SiQ与Na2CO3反应，生成可溶性盐 NaAIQ、NaGaQ、Na2SiO3, CaO MgO、Fe2O3不发生反应；将固体溶解，MgO、Fe2O3不溶于水，CaO溶于水生成Ca(OH),溶液中溶质为 Ca(OH、NaAIO2、NaGaO2、NazSiQ、Na2CO3；加入盐酸 后，溶液中溶质为 FeC3、MgCb、CaC2、AIC3、GaC3、NaCI，生成的硅酸不溶，滤渣为H2SiO3或H4SiO4，然后将滤液进行树脂吸附，得到含铝混合液和洗脱液，然后将洗脱液中的Fe3*除去，最终通过电解 GaO2制备Ga。【详解】(1 )将粉煤灰与纯碱粉末充分混合，可以增大反应物接触面积，加快化学反应速率；SiO2与Na2CC3固体在加热条件下能够生成NazSiQ、CO2,因此GaeOa在此过程中发生反应的化、焙烧学方程式为：GaeOa+NaeCQ2NaGaO2+CQ f；(2) 由上述分析可知，滤渣为：HeSiOa或H4SiO4； AI(OH)a为两性氢氧化物，能溶于强碱溶液，而Fe(OH、Mg(OH)2不溶于强碱溶液，因此可将AI元素转化为偏铝酸盐，然后通入CQ制取纯净的AI(OH)a,实验方案为：向混合液中加入过量NaOH,过滤，向滤液中通入足量CC2,再过滤；|Ksp Fe OH 3 j4 10 38(3) 当 c(Fe3+)恰好为 | x-5mol L1 时，c OH- =33一-3 mol/L ,V c Fe3V 1 10 5若此时Gs3+恰好开始沉淀，则3Ksp Ga OH 3 1 4 10 342c Ga33-= 矿 mol/L=3.5 102 mol/Lc3 OH-4 10 38；1 105(4) 电解过程中，GaO2中Ga元素从+3价降低至0价，发生还原反应生成 Ga,阳极为通电水失去电子生成氧气，电解总反应为：4GaO2+2H2O = 4Ga+3O2 +4OH- ； GaO?属于弱酸阴离子，能够发生水解生成Ga(OH)3，会降低产率，若溶液酸度过高，则溶液中H+可能会发生还原反应生成出，会降低阴极电解效率。&金属Co Ni性质相似，在电子工业以及金属材料上应用十分广泛现以含钴、镍、铝的废渣(含主要成分为CoO、CaO3、Ni、少量杂质AI2O3)提取钴、镍的工艺如下：H2SO. SO,萃J|it剂HX1 1! 废渣一*除倍萃取沉钻1-C(iC( h固诛況淀有机戻fNiSO滞液(1)酸浸时SO2的作用是 。除铝时加入碳酸钠产生沉淀的离子反应 。(3)用CoCQ为原料采用微波水热法和常规水热法均可制得H2O2分解的高效催化剂 CoxNi(i x)Fe2O4(其中Co、Ni均为+ 2价)如图是用两种不同方法制得的CoxN( 1 x)FO4在10 C时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随 x变化曲线4 3 2 I品,?分解的相对初始速率微波水热法GCi O60.40. H2O2的电子式。 由图中信息可知：法制取的催化剂活性更高。 Co2+、Ni2 +两种离子中催化效果更好的是 。(4)已知煅烧CoCO时，温度不同，产物不同在400 C充分煅烧CoCO，得到固体氧化物的质量 2.41g,CO2的体积为0.672L(标况下),则此时所得固体氧化物的化学式为 。【答案】还原剂或将 Co3+还原为 Co2+ 2A3+3CQ2-+3H2O=2AI(OH)3 J +3CO4 H： D : O ： H 微波水热 Co2+ C03O4【解析】【分析】第一步酸浸，将氧化物全部变为离子，加入的SO2具有还原性，可将 Co3+还原为Co2+ ,第二步加入的碳酸钠，Al3+和CO；-可以发生双水解反应，将铝变为沉淀除去，接下来用萃取剂除去镍，此时溶液中只剩下Co2+，再加入COf-将Co2+转变为C0CO3沉淀即可，本题得解。【详解】(1) 根据分析，SO2作还原剂；2(2) 根据分析，Al3+和CO3发生双水解反应2AI3+ 3CO 2- +3H 2O=2AI(OH) 3 +3CO2；(3画出过氧化氢的电子式即可H： t)：打：丨1 ; 根据题图可以看出微波水热法具有更高的反应速率； 当x增大，催化剂中的co2+比例增大，Ni2+比例减小，而x增大时过氧化氢的分解速 率也在增大，说明Co2+的催化效果更好；V o 672(4)首先根据n=二一二=0.03mol算出CO2的物质的量，根据碳原子守恒可知碳酸Vm 22.4钴的物质的量也为 0.03mol，再根据钴原子守恒，2.41g固体中有0.03mol钴原子，剩下的全为氧原子，解得氧原子的物质的量为0.04mol，因此所得固体氧化物的化学式为CO3O4 O9. 工业上用铝土矿(主要成分为AI2O3，还含有杂质SiO2和FezOs)提取氧化铝并冶炼AI的操作过程如下：(1) 滤渣A是，滤渣B是o(2) 操作I、川的名称是 o(3 )生成滤渣 C 的离子方程式为 o(4)取100 mL滤液B,加入200mL 1.0 mo| L 1的盐酸时，沉淀量达到最大且质量为11.7g 则滤液 B 中 c (AIO 2)=, c Na+ mol L 1。【答案】SiO2 Fe(OH) 3 (或氢氧化铁)过滤AIO 2 CO2 2H2O Al(OH) 3 HCO3 1.5mol L 16 0【解析】【分析】铝土矿中加入过量稀硫酸，二氧化硅不与稀硫酸反应形成滤渣A,氧化铁、氧化铝与稀硫酸反应生成铝离子、铁离子，滤液A中有铝离子、铁离子；滤液A中加入过量的氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠。根据固体D电解生成铝，推知 D为氧化铝，C为氢氧化铝。偏铝酸钠与过量的 X生成氢氧化铝，推知 X为二氧化碳。【详解】(1 )铝土矿中的二氧化硅与稀硫酸不反应，则滤渣A是SiO2 (或二氧化硅)；滤液 A中含有铝离子、铁离子，加入过量的氢氧化钠，则滤渣 B是Fe(OH) 3 (或氢氧化铁)。(2)操作I、n、川后分为滤渣和滤液，故名称均是过滤。(3 )由于二氧化碳是过量的，则生成滤渣C的离子方程式为AlO 2 CO2 2H2O Al(OH) 3 HCO3 o(4)取100mL滤液B,加入200mL1mol L 1的盐酸时，沉淀量达到最大且质量为11.7g11.7g,即氢氧化铝是11.7g，其物质的量是1 0.15mol，根据铝原子守恒可78g mol知，滤液B中c AlO 20.15mol0.1L 1.5mol L 1。根据方程式Al 2 SO4 3 8NaOH 3Na?SO4 2NaAlO 2 4H 2O 可知 Al 2 SO4 3 消耗氢氧化钠 0.6mol，又因为氢氧化钠还会与硫酸等反应，因此最终滤液B中Na的浓度大于16.0mol L。10. 钴元素由于其良好的物理化学性质，被广泛应用于生产生活中。利用含钴废料(含CoO、CO2O3、金属Al、Li等)制取COC2 6H2O的流程图如图所示m11IV(1)写出步骤I中主要反应的化学方程式 。步骤II中可用盐酸代替 H2SO4与H2O2的混合液，但缺点是 。步骤III中Na2CO3溶液的作用是 。(4) 若在实验室煅烧 CaCO，所需硅酸盐材质的仪器除酒精灯和玻璃棒外，还有 (填仪器名称)。(5) 操作的步骤是 、过滤、洗涤、干燥。洗涤过程中可以用乙醇和水的混合液代替水的优点是。CoC2?6H2O晶体受热易分解，取 119g该晶体加热至某一温度，得到CoC2?xH2O晶体83g，贝U x=。【答案】2AI+2NaOH+2H2O=2NaAIO2+3H2 f、2Li+2H2O=2LiOH+H f 氧化产物为氯气会污染环境调节pH除去Al3+, 坩埚、泥三角蒸发浓缩冷却结晶减少晶体的溶解损失2【解析】【分析】含钴废料(含 CoOCo2O3、单质Al、Li等)加入烧碱溶液溶解，得到含铝溶液，过滤除去滤液，得到含钴的滤渣，加入浸出齐恨取钴，得到含有C*、Al3+、Li+的溶液，加入碳酸钠溶液调节 pH4.5 5 沉淀 Al3+: 2AI3+3CO32-+2H2O=2AI(OH)3 J +3CO f，再加入 NaF 沉淀 Li+, 之后过滤，向滤液中加碳酸钠调节pH至88.5,沉淀C*，得到CoCQ,灼烧CoCQ得到CoO,用稀盐酸溶解得到 CoC2溶液，将溶液在 HCI氛围中，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、 洗涤、干燥得到CoC2?6H2O，以此解答该题。【详解】(1) 步骤I为含钴废料(含CoO、Co2O3、单质Al、Li等)与NaOH溶液混合，AI与NaOH溶液反应，Li与水反应，反应分别为：2AI+2NaOH+2H2O=2NaAIO2+3H2 f、2Li+2H2O=2LiOH+H2 f ;(2) 步骤n应加入还原剂，将 C02O3还原为Co2+，盐酸为还原性酸，但其氧化产物为氯气，氯气有毒会污染环境；步骤川中加入碳酸钠溶液调节pH4.55可除去Al3+，发生反应：2AI3+3COs2-+2H2O=2AI(OH)3 J +3CQf ;在实验室煅烧CoCQ，所需的硅酸盐质仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚、泥三角；操作是从CoC2溶液中结晶CoC2?6H2O，具体为：将溶液在 HCI氛围中，蒸发浓缩、 冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；洗涤过程中可以用乙醇和水的混合液代替水，可以减少晶 体的溶解损失；(6)119g该晶体的物质的量为119g238g/mol=0.5mol，含水 3mol，加热后失去结晶水的质量为119g-83g=36g,36gn(H2O)=2mol，贝U 0.5molCoCb?xH2O 含水为 3mol-2mol=1mol ，18g/mol以 x=2。【点睛】玻璃、水泥、陶瓷均属于硅酸盐材料；从溶液中获取晶体，一般要经过蒸发浓缩、冷却结 晶、过滤、洗涤、干燥等步骤。