某工業廢料中主要含有Al2O3、Co2O3•CoO、少量Fe3O4等金屬氧化物（Co2O3•CoO不與強鹼反應...

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問題詳情：

某工業廢料中主要含有Al2O3、Co2O3•CoO、少量Fe3O4等金屬氧化物（Co2O3•CoO不與強鹼反應）．實驗室科技人員欲將之分離並製備相關物質，設計流程如下：

（1）過程Ⅰ中的*作名稱是__，寫出過程Ⅰ發生反應的化學方程式____________．

（2）溶液a中含有金屬離子有 _________________．

（3）溶液a中逸出的黃綠*氣體是*氣，下列說法不正確的是_________．

①*氣是有漂白*的**氣體

②液*和*水均爲液體，且都含有*分子

③將*氣通入鹼液時，*氣既是氧化劑，又是還原劑

④次**見光易分解，說明次**是弱*

⑤向*水中滴**銀溶液，有白*沉澱生成，說明*水中含Cl－

（4）寫出過程Ⅱ發生反應的離子方程式：_______________________________．

高鐵電池的總反應爲：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH

則充電時陽極反應式爲_________________________________________________．

（5）Co可以形成CoC2O4•2H2O（M爲183g/mol），5.49g該晶體在空氣中加熱，在不同溫度下分別得到一種固體物質，其質量如表：

溫度範圍（℃）	固體質量（g）
150﹣210	4.41
290﹣320	2.41
890﹣920	2.25

經測定，210℃～290℃過程中，產生的氣體只有CO2，則此過程發生的化學反應方程式爲：______________________________________________________．

【回答】

【*】 (1). 過濾 (2). Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O (3). Co2+、Fe3+ (4). ①、④ (5). 2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣═2FeO42﹣+5H2O+3Cl﹣ (6). Fe（OH）3﹣3e﹣+5OH﹣═FeO42﹣+4H2O (7). 3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2

【解析】試題分析：本題以含有Al2O3、Co2O3•CoO、少量Fe3O4等金屬氧化物的工業廢料爲原料進行物質的分離和製備爲載體，考查工業流程的分析、Cl2的*質、二次電池電極反應式的書寫、熱重分析的計算。廢料樣品中加入足量的NaOH溶液，其中Al2O3發生反應而溶解，Co2O3•CoO、Fe3O4不溶，過程I爲過濾*作，得到的濾渣中主要含Co2O3•CoO、Fe3O4；濾渣中加入足量HCl，由流程知，Co2O3•CoO與HCl反應生成CoCl2和Cl2（黃綠*氣體），反應的方程式爲Co2O3•CoO+8HCl=3CoCl2+Cl2↑+4H2O，透過此反應說明Co2O3•CoO具有強氧化*（氧化*比Cl2強），在此過程中Fe3O4也發生反應轉化成FeCl3，溶液a中的溶質爲CoCl2、FeCl3和HCl；將溶液a的pH調至3.7~8產生紅褐*沉澱，FeCl3轉化成Fe（OH）3沉澱而分離出來，此時得到的濾液的主要成分爲CoCl2；過程II用Fe（OH）3與KClO、KOH反應制備K2FeO4，此反應中Fe（OH）3被氧化成FeO42-，ClO-被還原成Cl-，反應的化學方程式爲3KClO+2Fe（OH）3+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O；濾液中加入Na2CO3產生CoCO3沉澱，CoCO3在高溫下分解產生CoO。

（1）過程I的*作是過濾。過程I中Al2O3與NaOH反應的方程式爲Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O。

（2）根據上述分析，溶液a中的金屬離子有Co2+、Fe3+。

（3）①Cl2沒有漂白*，錯誤；②液*爲純淨物，只有*氣分子，*水爲混合物，其中含Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、少量OH-，正確；③將*氣通入鹼液時，發生反應：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，*氣既是氧化劑又是還原劑，正確；④次**見光易分解，說明次**具有不穩定*，不是弱**，錯誤；⑤向*水中滴**銀溶液，有白*沉澱生成，說明*水中含Cl－，正確；*選①、④。

（4）過程II反應的化學方程式爲3KClO+2Fe（OH）3+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O，離子方程式爲2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣═2FeO42﹣+5H2O+3Cl﹣。充電時的反應方程式爲3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH =3Zn+2K2FeO4+8H2O，充電時陽極發生失電子的氧化反應，則充電時陽極反應式爲Fe（OH）3﹣3e﹣+5OH﹣═FeO42﹣+4H2O。

（5）n（CoC2O4•2H2O）=5.49g183g/mol=0.03mol，其中含有結晶水的質量爲0.06mol18g/mol=1.08g；210℃時固體的質量爲4.41g，固體質量減少5.49g-4.41g=1.08g，則210℃時固體爲CoC2O4；210℃～290℃過程中產生的氣體只有CO2，則290℃固體爲Co的氧化物，290℃時固體的質量爲2.41g，根據Co守恆，其中n（Co）=0.03mol，m（Co）=0.03mol59g/mol=1.77g，n（O）==0.04mol，n（Co）：n（O）=3:4，則290℃時固體爲Co3O4，210℃～290℃反應過程中Co的化合價升高，所以有O2參與反應，則210℃～290℃過程中反應的化學方程式爲3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。