我国科学家用粗氢氧化高钴[主要含Co(OH)3]制备硫酸钴晶体（CoSO4•7H2O），其工艺流程如下。已知：i.还原浸出液中的阳离子有：Co2+、H+、Fe2+和Ca2+等ii.部分物质的溶度积常数如下（25℃）物质KspCaF24.0×10−11Fe(OH)32.8×10−39iii.CoSO4•7H2O溶解度随温度升高而明显增大

1.我国科学家用粗氢氧化高钴[主要含Co(OH)₃]制备硫酸钴晶体（CoSO₄•7H₂O），其工艺流程如下。

已知：i.还原浸出液中的阳离子有：Co²⁺、H⁺、Fe²⁺和Ca²⁺等

ii.部分物质的溶度积常数如下（25℃）

物质	K_sp
CaF₂	4.0×10⁻¹¹
Fe(OH)₃	2.8×10⁻³⁹

iii.CoSO₄•7H₂O溶解度随温度升高而明显增大

(1) 氢氧化高钴溶于硫酸的化学方程式是。

(2) 还原浸出Co²⁺时，理论上氧化性离子和还原性离子物质的量之比为。

(3) 氧化沉铁后，浊液中铁离子浓度为 mol/L（此时25℃，溶液pH为4）。

(4) 结合平衡移动原理解释“氟化沉钙”步骤加入过量NaF的原因。

(5) 萃取后，经反萃取得到硫酸钴溶液。将硫酸钴溶液经操作，分离后得到硫酸钴晶体。

(6) 用滴定法测定硫酸钴晶体中钴的含量，其原理和操作如下。

在溶液中，用铁氰化钾将Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ)，过量的铁氰化钾以Co(Ⅱ)标准液返滴定。反应的方程式为：Co²⁺+ [Fe(CN)₆]³⁻ = Co³⁺+ [Fe(CN)₆]⁴⁻。

已知：铁氰化钾标准液浓度为c mol/L，Co(Ⅱ)标准液质量浓度为ρg/L。

取m g硫酸钴晶体，加水配成200 mL溶液，取20 mL待测液进行滴定，消耗V₁mL铁氰化钾标准液、V₂mL Co(Ⅱ)标准液。（Co的相对原子质量为59）

计算样品中钴含量ω=（以钴的质量分数ω计）。

【考点】

难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质; 蒸发和结晶、重结晶; 中和滴定; 探究物质的组成或测量物质的含量; 制备实验方案的设计;

【答案】

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综合题未知困难

(1) Ⅰ、研究水溶液中的粒子行为在研究中具有重要价值。

根据下表所列三种溶液在25℃时的相关数据，按要求填空：

溶液	物质的量浓度	$\text{[math]}$	用离子方程式表示溶液显酸性的原因
(Ⅰ) $\text{[math]}$	$\text{[math]}$	3
(Ⅱ) $\text{[math]}$	$\text{[math]}$	6	／
(Ⅲ) $\text{[math]}$	$\text{[math]}$	1	／

(2) 比较溶液(Ⅱ)、(Ⅲ)中 $\text{[math]}$ 的大小关系是(Ⅱ)(Ⅲ)(填“>”、“<”或“=”)。

(3) 溶液(Ⅱ)中各离子浓度由大到小的顺序是。

(4) 溶液(Ⅰ)和(Ⅱ)中由水电离出的 $\text{[math]}$ 之比是。

(5) Ⅱ、海水是巨大的化学资源宝库，利用海水可以直接或间接获取很多物质。

如下图是氯碱工业中电解饱和氯化钠溶液的示意图，饱和氯化钠溶液从a口进入， $\text{[math]}$ 溶液从(填b或d)口导出，阳离子交换膜的作用是；电解饱和氯化钠溶液的方程式为。

综合题常考题普通

2.甲醇和乙醇都是重要的化工原料，将 $\text{[math]}$ 转化为甲醇和乙醇是实现“碳达峰、碳中和”目标的方法之一。

(1) 利用焦炉煤气制取甲醇的主要反应原理为 $\text{[math]}$

则该反应的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) 完全燃烧 $\text{[math]}$ 甲醇放出 $\text{[math]}$ 的热量，表示甲醇燃烧热的热化学方程式为。

(3) 某小组采用 $\text{[math]}$ 催化加氢制甲醇来减少 $\text{[math]}$ 对环境造成的影响。恒温恒容条件下，向4L的密闭容器中，充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，发生反应 $\text{[math]}$ ，起始压强为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 后反应达平衡，此时 $\text{[math]}$ ，则：

① $\text{[math]}$ 转化率为%， $\text{[math]}$ 。

②该反应达到平衡时的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (列出计算式即可)。( $\text{[math]}$ 为分压表示的平衡常数， $\text{[math]}$ 物质的量分数)

(4) 某兴趣小组同学以甲醇燃料电池为电源研究有关电化学的问题。

①乙池中，B极的电极名称为极，甲池中，通入氧气一极的电极反应式为。

②丙池中，通电前C、D两电极的质量相同，通电一段时间后，若两极的质量相差 $\text{[math]}$ ，则理论上甲池中消耗 $\text{[math]}$ 的体积为 $\text{[math]}$ (标准状况下)。

综合题常考题普通

3.碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。工业上从含碘海水中制备 $\text{[math]}$ 的一种方法如图所示。已知氧化性 $\text{[math]}$ ，还原性 $\text{[math]}$ 。回答下列问题：

(1) 海带中含有丰富的碘元素，处理时应将海带放入(填仪器名称)中进行灼烧得含 $\text{[math]}$ 的灰烬。

(2) 转化过程加入的Fe粉是过量的，发生的反应为： $\text{[math]}$ 。若往转化所得的沉淀中加入稀硫酸，反应的离子方程式为；若要检验转化过程所加Fe粉是否过量，可取适量转化所得的溶液于试管中，加入溶液，观察现象。

(3) 氧化过程可以用适量的酸化的 $\text{[math]}$ 代替 $\text{[math]}$ ，则该反应的离子方程式为。用 $\text{[math]}$ 做氧化剂时也需控制 $\text{[math]}$ 的用量，若反应物 $\text{[math]}$ 时，氧化产物为 $\text{[math]}$ 和，当 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 会被过量的 $\text{[math]}$ 进一步氧化从而导致单质碘的收率会降低。

(4) 实验室从含碘废液(除 $\text{[math]}$ 外，还含有 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等)中回收碘，其实验过程如图所示：

①操作X的名称为。

②向含碘废液中加入稍过量的 $\text{[math]}$ 溶液，将废液中的 $\text{[math]}$ 还原为 $\text{[math]}$ ，该操作的目的是。

③氧化时，在三颈烧瓶中将含 $\text{[math]}$ 的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入 $\text{[math]}$ ，在40℃左右反应(实验装置如图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因可能是。(选填字母编号)

A．增大 $\text{[math]}$ 的溶解度 B．防止 $\text{[math]}$ 的升华 C．防止水发生分解

综合题常考题普通

$\text{[math]}$	氧化物( $\text{[math]}$ )浸出率/%		产品中 $\text{[math]}$ 纯度/%		产品中Mg杂质含量/% (以 $\text{[math]}$ 计)
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	计算值	实测值	产品中Mg杂质含量/% (以 $\text{[math]}$ 计)
2.1∶1	98.4	1.1	99.1	99.7	——
2.2∶1	98.8	1.5	98.7	99.5	0.06
2.4∶1	99.1	6.0	95.2	97.6	2.20

温度/ $\text{[math]}$	950	1000	1050	1100	1150
$\text{[math]}$	0.5	1.5	3.6	5.5	8.5
$\text{[math]}$	0.0	0.0	0.1	0.4	1.8