2025届高三化学二轮复习 组成和含量测定综合实验

组成和含量测定综合实验 1.（2023·淮安中学最后一模） 三氯化铬是很多含铬化合物的起始原料。实验室利用Cr2O3固体和CCl4反应制备无水CrCl3，并收集该反应产生的光气（COCl2），实验装置如图1所示（夹持及加热装置已省略）。 已知：Ⅰ.光气与水易反应，能溶于CCl4溶液； Ⅱ.有关物质熔沸点如下表： 物质 Cr2O3 CrCl3 CCl4 COCl2 熔点/℃ 1 435 1 152 －23 －118 沸点/℃ 4 000 1 300 76 8.2 （1）组装好装置，检查气密性完好后往装置中加料，保持K1、K2、K3处于打开状态，接着通入N2，此时通入N2的目的是________________________________________________________________________。 （2）通入N2一段时间后，保持K1、K2打开，关闭K3，将装置A在85 ℃下进行水浴加热，此时B中发生反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 （3）待B中反应结束后，停止高温加热，将装置C在30 ℃下进行水浴加热，同时关闭K1、K2，打开K3，温度计显示的温度为　　　　 ℃。 （4）实验结束后，E中溶质除了有NaOH，还含有　　　　（填化学式）。 （5）称取B中所得产品6.34 g溶于水配制成250 mL 溶液，取25.00 mL 样品溶液于带塞的锥形瓶中，加入稀硫酸，完全溶解后加入NaOH溶液形成绿色的Cr（OH）3沉淀后，再加入过量H2O2，小火加热至沉淀完全转变为Na2CrO4溶液后，继续加热一段时间，再滴入指示剂，用新配制的0.20 mol·L－1的（NH4）2Fe（SO4）2溶液进行滴定，到达滴定终点时，消耗（NH4）2Fe（SO4）2溶液36.00 mL。 ①沉淀完全转变为Na2CrO4溶液后，继续加热一段时间的原因_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②产品中CrCl3的质量分数为　　　　。 （6）PbCrO4的制备。已知： ①PbCrO4难溶于水，可由沸腾的铬酸盐溶液与铅盐溶液作用制得，含PbCrO4晶种时更易生成。 ②Pb（NO3）2易溶于水；Pb（OH）2开始沉淀时pH为7.2，完全沉淀时pH为8.7。 ③六价铬在溶液中物种分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与pH的关系如图2所示。 设计用Na2CrO4溶液制备PbCrO4晶体的实验方案：_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 实验中须使用的试剂：6 mol·L－1醋酸，0.5 mol·L－1 Pb（NO3）2溶液 2.（2023·常州前黄高级中学二模）无水氯化钴（CoCl2）呈蓝色，吸收不同量的水后变为粉红色至红色（如CoCl2·6H2O呈红色），常作湿度指示剂。实验室以钴渣（主要成分是CoO、Co2O3，含少量Ni、Al2O3等杂质）为原料制备无水氯化钴的流程如图（部分产物和条件省略）： 已知：①几种金属离子转化为氢氧化物沉淀的pH如表所示： 金属离子 Al3＋ Co2＋ Ni2＋ 开始沉淀的pH 4.0 7.6 7.7 完全沉淀的pH 5.2 9.2 9.5 ②SOCl2极易水解生成两种气体，其中一种气体能使品红溶液褪色。 回答下列问题： （1）酸浸。将一定量钴渣加入到三颈瓶中（装置如图所示），将稀硫酸通过滴液漏斗加入其中，再向悬浊液中通入SO2。写出SO2参与反应的离子方程式为________________________________________________________________________。 （2）除铝。得到固体的主要成分是　　　　（填化学式），该步调节pH的范围为________________________________________________________________________。 （3）制备无水CoCl2。实验室由CoCO3制备无水CoCl2，请补充实验方案：①________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 用蒸馏水洗涤2～3次，低温干燥。将所得固体（CoCl2·6H2O）置于圆底烧瓶中，②_____________________________________________________________________________________________________________________________________________， 停止加热，得到无水CoCl2。（实验中须使用的试剂：SOCl2、2 mol·L－1盐酸、1 mol·L－1NaOH溶液）。 （4）钴（Ⅲ）可形成CoCl3·xNH3（x＝3，4，5，6）等一系列配位数为6的配合物。现取10.00 mL 0.100 0 mol/L某钴（Ⅲ）配合物的水溶液，向其中滴加50.00 mL 0.200 0 mol/L AgNO3溶液，立即产生白色沉淀0.143 5 g，过滤，充分加热滤液，将氨气全部逸出，又生成一定量的白色沉淀。通过计算求出该配合物的化学式为_____________________________________________________________________ （写出计算过程）。 3.（2023·苏锡常镇四市二调节选）钛酸钡（BaTiO3）是制备电子陶瓷材料的基础原料。 （1）实验室模拟制备钛酸钡的过程如下： 已知：TiCl4能水解生成TiO2＋，TiO2＋能进一步水解生成TiO2；BaTiO3能与浓硫酸反应生成TiO2＋。草酸氧钛钡晶体的化学式为BaTiO（C2O4）2·4H2O。 ①Ti（Ⅳ）的存在形式（相对含量分数）与溶液pH的关系如图所示。“沉钛”时，需加入氨水调节溶液的pH在2～3之间，理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②由草酸氧钛钡晶体（相对分子质量为449）煅烧制得钛酸钡分为三个阶段。 现称取44.9 g草酸氧钛钡晶体进行热重分析，测得残留固体质量与温度的变化关系如图所示。C点残留固体中含有碳酸钡和钛氧化物，则阶段Ⅱ发生反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 （2）利用Fe3＋将浅紫色Ti3＋氧化为无色Ti（Ⅳ）的反应可用于测定钛酸钡的纯度。 ①请补充完整实验方案：称量2.33 g钛酸钡样品完全溶于浓硫酸后，加入过量铝粉，充分振荡，使其完全反应（Al将TiO2＋转化为Ti3＋）；　　　　；将待测钛液转移到100 mL 容量瓶中后定容，取20.00 mL 待测钛液于锥形瓶中，　　　　；记录消耗标准液的体积，重复滴定实验操作3次，平均消耗标准液19.50 mL。（实验时须使用的试剂有：稀硫酸、0.100 0 mol·L－1 FeCl3溶液、KSCN溶液） ②钛酸钡样品的纯度为_____________________________________________________ （写出计算过程）。 4.（2023·苏北四市一模）碘酸钙[Ca（IO3）2]微溶于水，在不同温度下存在的形态不同，在60 ℃时最稳定，温度低于60 ℃会生成碘酸钙的水合物。一种制备少量Ca（IO3）2晶体流程如图所示。 （1）制取KIO3溶液。先将一定量KClO3固体与碘水或盐酸其中一种溶液混合后加入三颈烧瓶（如图）。再用分液漏斗将另一种溶液缓慢滴加至三颈烧瓶中，充分反应，该溶液是　　　　　　　　（填名称）。80 ℃水浴加热，反应生成Cl2和IO，该反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 （2）制取Ca（IO3）2晶体。请补全由反应后三颈烧瓶中的溶液制备Ca（IO3）2晶体的实验方案：取反应后三颈烧瓶中的溶液，________________________________________________________________________， 干燥，得到Ca（IO3）2晶体[Ca（IO3）2沉淀需“洗涤完全”。实验中必须使用的试剂：Ca（OH）2、蒸馏水、硝酸酸化的硝酸银溶液]。 （3）测定Ca（IO3）2的Ksp。室温下，将碘酸钙溶于蒸馏水，放置一段时间，使其建立沉淀溶解平衡，过滤，得到碘酸钙饱和溶液。移取上述溶液5.00 mL 于碘量瓶，加过量KI溶液并用稀硫酸酸化，以淀粉为指示剂，用0.03 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3标准溶液12.00 mL。测定过程中发生下列反应：IO＋I－＋H＋―→I2＋H2O（未配平），2S2O＋I2===S4O＋2I－。 ①滴定终点的现象为_________________________________。 ②计算Ca（IO3）2在室温下的Ksp___________________________________________ （写出计算过程）。 5.（2023·南通如皋三模） LiCoO2（钴酸锂）难溶于水，具有强氧化性，可用作锂电池正极材料。某拆解后的废锂电池正极中主要含LiCoO2，还含有铝箔、炭黑和Ni元素等。实验室可通过如下过程回收废电极中钴元素并制取Co3O4： 废电极―→―→―→―→ （1）碱浸、过滤：取一定质量的废电极，加足量NaOH溶液，加热条件下充分反应后过滤。碱浸、过滤的目的是_______________________________________________________。 （2）酸浸还原：将过滤所得滤渣置于如图所示三颈烧瓶中，控制反应的温度为90 ℃，向烧瓶中加入2 mol·L－1 H2SO4溶液，在充分搅拌的条件下向烧瓶中滴加Na2S2O3溶液。 ①酸浸还原后所得溶液中含Li＋、Co2＋、Ni2＋和SO等，不含S2O。写出酸浸还原时LiCoO2反应的离子方程式： _______________________________________________________。 ②当LiCoO2完全反应，过量的Na2S2O3溶液能与硫酸反应。实验中判断Na2S2O3溶液过量的方法是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 （3）萃取：请补充完整萃取Co2＋的实验方案：将烧瓶中所得物质过滤，_____________________________________________________________________________________________________________________________________________， 向溶液中分批次加入萃取剂，充分振荡后静置分液，取有机层，将每次所得有机层合并。（实验中可选用的试剂有：NaOH溶液、稀硫酸）。已知：①萃取剂是RH和煤油的混合物，RH与Co2＋可发生如下反应：Co2＋＋2RH2H＋＋CoR2（CoR2易溶于煤油，难溶于水）；②萃取剂对Co2＋、Ni2＋的萃取率与pH的关系如图所示。 （4）制Co3O4：请补充完整由萃取Co2＋所得有机层制取Co3O4的实验方案：取萃取后所得有机层，_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 得到Co3O4。（实验中可选用的试剂有：H2C2O4溶液） 已知：①CoC2O4·2H2O难溶于水和煤油； ②CoC2O4·2H2O在空气中加热时所得×100%与温度的关系如图所示。 （5）Co3O4一定条件下可制取LiCoO2粗品，LiCoO2粗品中混有少量含Co2＋的杂质。为测定Co2＋的质量分数，现进行如下实验：准确称取1.000 g LiCoO2粗品于锥形瓶中，加入过量盐酸充分反应后，固体完全溶解后钴元素均转化为Co2＋，加入指示剂，用0.500 mol·L－1 EDTA（Na2H2Y）溶液滴定至终点（滴定反应为Co2＋＋Y4－===CoY2－），消耗EDTA溶液20.40 mL。准确称取1.000 g LiCoO2粗品于锥形瓶中，加入H2SO4和H3PO4的混合溶液，加入22.00 mL 1.000 mol·L－1 （NH4）2Fe（SO4）2溶液，待样品完全溶解后，加入指示剂，用0.100 mol·L－1 K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2＋，达到滴定终点时消耗K2Cr2O7溶液20.00 mL。实验过程中LiCoO2、K2Cr2O7可发生如下转化：LiCoO2Co2＋　Cr2OCr3＋。计算样品中Co2＋的质量分数，并写出计算过程_______________________________________________。 6.某浅绿色晶体X[x（NH4）2SO4·yFeSO4·zH2O]在分析化学中常用作还原剂。为确定其组成，某小组同学进行如下实验： Ⅰ.NH含量的测定 采用蒸馏法，蒸馏的装置如图所示。 相关的实验步骤如下： ①准确称取58.80 g晶体X，加水溶解后，将溶液注入三颈烧瓶中； ②准确量取50.00 mL 3.030 mol·L－1 H2SO4溶液于锥形瓶中； ③向三颈烧瓶中加入足量NaOH溶液，通入氮气，加热，蒸氨结束后取下锥形瓶； ④用0.120 mol·L－1的NaOH标准溶液滴定锥形瓶中过量的硫酸，滴定终点时消耗25.00 mL NaOH标准溶液。 （1）仪器M的名称为　　　　。 （2）步骤③中，发生的氧化还原反应的化学方程式为________________________________________________________________________， 蒸氨结束后，为了减少实验误差，还需要对直形冷凝管进行“处理”，“处理”的操作方法是___________________________________________________________________________。 （3）步骤④中，若振荡时锥形瓶中有液体溅出，则所测得的n（NH）的值将　　　　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 Ⅱ.SO含量的测定 采用重量分析法，实验步骤如下： ①另准确称取58.80 g晶体X于烧杯中，加水溶解，边搅拌边加入过量的BaCl2溶液； ②将得到的溶液用无灰滤纸（灰分质量很小，可忽略）过滤，洗涤沉淀3～4次； ③用滤纸包裹好沉淀取出，灼烧滤纸包至滤纸完全灰化； ④继续灼烧沉淀至恒重，称量，得沉淀质量为69.90 g。 （4）步骤①中，判断BaCl2溶液已过量的实验操作和现象是________________________________________________________________________。 （5）步骤②中，采用冷水洗涤沉淀，其主要目的是 ________________________________________________________________________。 （6）结合实验Ⅰ、Ⅱ通过计算得出晶体X的化学式为 ________________________________________________________________________。 7.（2023·南京、盐城二模）硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）可用于生产聚合硫酸铁。以钕铁硼二次废渣（主要含Fe2O3、Fe3O4等）为原料制备硫酸亚铁晶体的实验流程如图： （1）“酸浸”时，Fe3O4发生反应的离子方程式为__________________________ ________________________________________________________________________。 （2）将“滤渣”返回“酸浸”工序，其目的是　　　　。 （3）与普通过滤相比，使用图1装置进行过滤的优点是________________________________________________________________________。 （4）固定其他条件不变，反应温度、反应时间、铁粉过量系数[]分别对“滤液”中Fe3＋还原率的影响如图2、图3、图4所示。 设计由100 mL “滤液”[其中c（Fe3＋）＝0.8 mol·L－1]制备硫酸亚铁粗品的实验方案：_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （须使用的试剂和仪器：铁粉、冰水、真空蒸发仪） （5）通过下列实验测定硫酸亚铁晶体样品的纯度。准确称取1.200 0 g样品置于锥形瓶中，用50 mL 蒸馏水完全溶解，加一定量硫酸和磷酸溶液；用0.020 00 mol·L－1 KMnO4标准溶液滴定至终点（MnO转化为Mn2＋），平行滴定3次，平均消耗KMnO4标准溶液42.90 mL。计算硫酸亚铁晶体样品中FeSO4·7H2O的质量分数_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （写出计算过程） 组成和含量测定综合实验 1.(1)排净装置中的空气 (2)Cr2O3＋3CCl42CrCl3＋3COCl2 (3)8.2　(4)NaCl和Na2CO3 (5)①除去残留的H2O2，防止氧化(NH4)2Fe(SO4)2，导致实验结果偏高　②60% (6)在不断搅拌下，向Na2CrO4中加入6 mol·L-1醋酸至弱酸性(pH略小于7)，将溶液加热至沸腾，先加入一滴0.5 mol·L-1Pb(NO3)2溶液搅拌片刻产生少量沉淀，然后继续滴加至有大量沉淀，静置，向上层清液中滴入Pb(NO3)2溶液，若无沉淀生成，停止滴加，静置、过滤、洗涤、干燥 解析　结合本实验目的和实验装置可知装置B为反应发生装置，C、D可用于光气的分离，NaOH则为尾气处理装置，结合具体有关物质的性质以及已知信息可分析得出答案。(1)实验装置中残留的空气会影响目标产物的制备，故通入N2目的是为了排尽装置中的空气；(2)装置A在85 ℃下进行水浴加热，温度达到CCl4沸点，挥发进入装置B中与Cr2O3在700～800 ℃条件下发生反应，得到产物CrCl3和COCl2，由此可写出化学方程式：Cr2O3＋3CCl42CrCl3＋3COCl2；(3)装置B中反应结束后，生成的光气在CCl4中溶解，可根据二者的沸点不同进行分离，当温度达到8.2 ℃时，即可将光气蒸馏并收集，故温度应为8.2 ℃；(4)装置B中生成的光气易与水反应生成CO2和HCl，故E装置中除了有NaOH外，还会有Na2CO3和NaCl；(5)①H2O2具有氧化性，过量的H2O2会影响氧化还原滴定实验，故需要进行加热以除去多余的H2O2，避免影响实验；②根据Cr守恒、得失电子守恒可得：CrCl3～Cr(OH)3～Na2CrO4～3(NH4)2Fe(SO4)2，则产品中CrCl3质量分数为×100%＝60%；(6)结合已知信息PbCrO4难溶于水，可由沸腾的铬酸盐溶液与铅盐溶液作用制得、Pb(OH)2开始沉淀时pH为7.2，完全沉淀时pH为8.7以及六价铬在溶液中物种分布分数等信息可得出制备PbCrO4晶体的实验方案。 2.(1)Co2O3＋SO2＋2H＋===2Co2＋＋SO＋H2O (2)Al(OH)3　5.2≤pH<7.6 (3)①边搅拌边向2 mol·L-1盐酸中分批加入CoCO3，至无气泡产生，蒸发浓缩至溶液表面有晶膜出现，冷却结晶，过滤　②向其中加入适量SOCl2，加热，并将气体产物通入1 mol·L-1NaOH溶液中，至红色固体完全变为蓝色 (4)[Co(NH3)4Cl2]Cl(过程见解析) 解析　以钴渣(主要成分是CoO、Co2O3，含少量Ni、Al2O3等杂质)为原料制备无水氯化钴(CoCl2)，硫酸酸浸后Al2O3转化为Al3＋，Co2O3转化为Co3＋，CoO转化为Co2＋，Ni转化为Ni2＋，通入SO2的目的是将Co3＋还原为Co2＋；加入碳酸钠固体将铝离子转化为Al(OH)3沉淀，加入萃取剂HX除去Ni2＋，镍最终转化为NiSO4·7H2O，加入碳酸钠沉钴得到碳酸钴，加入盐酸酸溶后经过一系列操作得到CoCl2，以此解答。(1)由分析可知，“酸浸”中SO2的作用是将Co2O3还原为Co2＋，该反应中SO2中S元素化合价由＋4价上升到＋6价，根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为Co2O3＋SO2＋2H＋===2Co2＋＋SO＋H2O；(2)由分析可知，加入碳酸钠固体发生双水解反应得到Al(OH)3沉淀，由表格可知该步调节pH的范围为5.2≤pH＜7.6；(3)制备无水CoCl2。实验室由CoCO3制备无水CoCl2，①边搅拌边向2 mol·L-1盐酸中分批加入CoCO3，至无气泡产生，蒸发浓缩至溶液表面有晶膜出现，冷却结晶，过滤，用蒸馏水洗涤2～3次，低温干燥，将所得固体(CoCl2·6H2O)置于圆底烧瓶中；②向其中加入适量SOCl2，加热，并将气体产物通入1 mol·L-1 NaOH溶液中，至红色固体完全变为蓝色，停止加热，得到无水CoCl2，故答案为：边搅拌边向2 mol·L-1盐酸中分批加入CoCO3，至无气泡产生，蒸发浓缩至溶液表面有晶膜出现，冷却结晶，过滤；向其中加入适量SOCl2，加热，并将气体产物通入1 mol·L-1NaOH溶液中，至红色固体完全变为蓝色；(4)反应生成沉淀分两步进行，说明氯离子存在两种形式，则该配合物的物质的量：n(配合物)＝×0.100 0 mol/L＝1.000×10-3 mol，外界Cl-的物质的量：n(外界Cl-)＝n(AgCl)＝＝1.000×10-3 mol，内界Cl-的物质的量：n(内界Cl-)＝3×1.000×10-3 mol-1.000×10-3 mol＝2.000×10-3 mol，内、外界Cl-的个数之比：(2.000×10-3 mol)∶1.000×10-3 mol＝2∶1，所以化学式为[Co(NH3)4Cl2]Cl。 3.(1)①pH在2～3之间时，Ti(Ⅳ)主要以TiO(C2O4)的形式存在，可直接与Ba2＋反应，有利于草酸氧钛钡晶体的生成 ②BaTiO(C2O4)2BaCO3＋TiO2＋2CO↑＋CO2↑ (2)①过滤，洗涤滤渣2～3次、将洗涤液与原滤液合并，向合并后的溶液中加入稀硫酸酸化　向锥形瓶中滴加2～3滴KSCN溶液，用0.100 0 mol·L-1FeCl3溶液滴定，当滴入最后半滴标准液时，溶液由浅紫色变成红色，半分钟红色不褪去　②97.5%(步骤见解析) 解析　由制备实验流程可知，向TiCl4溶液和氯化钡混合液中加入草酸溶液、氨水得到草酸氧钛钡晶体，最后通过过滤、洗涤、干燥煅烧草酸氧钛钡晶体得到BaTiO3，以此分析解答。(1)①根据图像可知pH在2～3之间时，Ti(Ⅳ)主要以TiO(C2O4)的形式存在，可直接与Ba2＋反应，有利于草酸氧钛钡晶体的生成，因此“沉钛”时，需加入氨水调节溶液的pH在2～3之间。②44.9 g草酸氧钛钡晶体的物质的量是0.1 mol，含有结晶水的物质的量是0.4 mol，质量是0.4 mol×18 g/mol＝7.2 g，A→B点固体质量减少44.9 g-37.7 g＝7.2 g，即B点固体是BaTiO(C2O4)2，测得C点残留固体中含有碳酸钡和钛氧化物，根据原子守恒可知碳酸钡的质量是0.1 mol×197 g/mol＝19.7 g，钛氧化物质量是27.7 g-19.7 g＝8.0 g，其中氧原子的物质的量是 mol＝0.2 mol，所以该氧化物是TiO2，设生成的CO和CO2的物质的量分别是x mol、y mol，则x＋y＝0.4-0.1＝0.3，依据电子得失守恒可知x＝y＋0.1，解得x＝0.2，y＝0.1，所以阶段Ⅱ发生反应的化学方程式为BaTiO(C2O4)2BaCO3＋TiO2＋2CO↑＋CO2↑。 (2)①称量2.33 g钛酸钡样品完全溶于浓硫酸后，加入过量铝粉，充分振荡，使其完全反应(Al将TiO2＋转化为Ti3＋)；过滤，洗涤滤渣2～3次、将洗涤液与原滤液合并，向合并后的溶液中加入稀硫酸酸化；将待测钛液转移到100 mL 容量瓶中后定容，取20.00 mL 待测钛液于锥形瓶中，向锥形瓶中滴加2～3滴KSCN溶液，用0.100 0 mol·L-1 FeCl3溶液滴定，当滴入最后半滴标准液时，溶液由浅紫色变成红色，半分钟红色不褪去；记录消耗标准液的体积，重复滴定实验操作3次，平均消耗标准液19.50 mL。②根据电子得失守恒可知Ti3＋～Fe3＋，钛酸钡样品中Ti的物质的量是5×0.019 5 L×0.1 mol/L＝9.75×10-3 mol，钛酸钡的质量是9.75×10-3 mol×233 g/mol，因此钛酸钡样品的纯度为×100%＝97.5%。 4.(1)盐酸　I2＋2ClO2IO＋Cl2↑　(2)置于60 ℃水浴中，在搅拌下向其中滴加Ca(OH)2溶液，至不再有沉淀产生为止，静置后趁热过滤，用60 ℃热水洗涤2～3次，取最后一次洗涤滤液少许于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，无白色沉淀生成 (3)①溶液由蓝色变成无色，且半分钟内无明显变化　②8.64×10-7(过程见解析) 解析　 (1)由于KClO3具有强氧化性，能将盐酸氧化而生成Cl2，故应先将KClO3溶液与碘水混合，最后加入盐酸。(2)因为温度低于60 ℃时易生成碘酸钙的水合物，所以应将烧瓶中的溶液置于60 ℃的水浴中，在搅拌的条件下加入Ca(OH)2，溶液中反应生成Ca(IO3)2沉淀，加入Ca(OH)2至不再生成沉淀时，静置后趁热过滤，用60 ℃水洗涤2～3次，用硝酸酸化的硝酸银溶液检验是否洗涤干净，最后干燥可得碘酸钙晶体。(3)①加入淀粉后溶液显蓝色，故到达滴定终点时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色无变化。②n(Na2S2O3)＝0.03 mol/L×12.00×10-3 L＝3.6×10-4 mol，由IO～3I2～6S2O知，n(IO)＝×n(Na2S2O3)＝×3.6×10-4 mol＝6×10-5 mol， c(IO)＝＝1.2×10-2 mol/L， c(Ca2＋)＝×c(IO)＝6×10-3 mol/L， Ksp[Ca(IO3)2]＝c(Ca2＋)·c2(IO)＝6×10-3×(1.2×10-2)2＝8.64×10-7。 5.(1)除去废电极中的铝(和油污) (2)①8LiCoO2＋22H＋＋S2O8Li＋＋8Co2＋＋2SO＋11H2O　②烧瓶溶液中有浅黄色沉淀生成 (3)向所得滤液中加入NaOH溶液，控制溶液的pH在5～5.5之间　(4)向其中加入H2C2O4溶液，充分振荡，当静置后向有机层中继续加入H2C2O4溶液不再生成沉淀时停止滴加，过滤并洗涤沉淀，400～600 ℃条件下，将沉淀在空气中加热至质量不再发生变化　(5)1.18%(过程见解析) 解析　拆解后的废锂电池正极中主要含LiCoO2，还含有铝箔、炭黑和Ni元素等，首先碱浸、过滤，铝转化为四羟基合铝酸盐，可除去废电极中的铝(和油污)，过滤所得滤渣，加入硫酸、Na2S2O3溶液，加入2 mol·L-1 H2SO4溶液，在充分搅拌的条件下向烧瓶中滴加Na2S2O3溶液进行酸浸还原，酸浸还原后所得溶液中含Li＋、Co2＋、Ni2＋和SO等，然后萃取Co2＋，进一步制取Co3O4。(1)废电极加足量NaOH溶液，铝转化为四羟基合铝酸盐，碱性条件下可以除去油污，碱浸、过滤的目的是除去废电极中的铝(和油污)；(2)①酸浸还原时LiCoO2反应的离子方程式：8LiCoO2＋22H＋＋S2O8Li＋＋8Co2＋＋2SO＋11H2O；②当 LiCoO2完全反应，过量的Na2S2O3溶液能与硫酸反应生产沉淀S，则实验中判断Na2S2O3溶液过量的方法是烧瓶溶液中有浅黄色沉淀生成；(3)萃取Co2＋的实验方案：将烧瓶中所得物质过滤，向所得滤液中加入NaOH溶液，控制溶液的pH在5～5.5之间，向溶液中分批次加入萃取剂，充分振荡后静置分液，取有机层，将每次所得有机层合并；(4)由萃取Co2＋所得有机层制取Co3O4的实验方案：取萃取后所得有机层，向其中加入H2C2O4溶液，充分振荡，当静置后向有机层中继续加入H2C2O4溶液不再生成沉淀时停止滴加，过滤并洗涤沉淀，400～600 ℃条件下，将沉淀在空气中加热至质量不再发生变化，得到Co3O4；(5)根据反应原理，n(K2Cr2O7)＝0.100 mol·L-1×20.00 mL ×10-3 mL·L-1＝2×10-3 mol，根据电子得失守恒可得：与K2Cr2O7反应的n(Fe2＋)＝6n(K2Cr2O7)＝6×2×10-3 mol＝0.012 mol，与LiCoO2反应的n(Fe2＋)＝1.000 mol·L-1×22.00 mL ×10-3 mL·L-1-0.012 mol＝0.01 mol，根据电子得失守恒可得：n(LiCoO2)＝0.01 mol，Co的总物质的量n(Co)总＝n(EDTA)＝0.500 mol·L-1×20.40 mL ×10-3 mL·L-1＝0.010 2 mol，原LiCoO2粗品中含n(Co2＋)＝0.010 2 mol-0.01 mol＝2×10-4 mol，m(Co2＋)＝2×10-4 mol×59 g·mol-1＝0.011 8 g，原LiCoO2粗品中Co2＋的质量分数＝×100%＝1.18%。 6.(1)分液漏斗　(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　用蒸馏水冲洗冷凝管内通道2～3次，将洗涤液注入锥形瓶中 (3)偏大　(4)待浊液分层后，向上层清液中加入1～2滴BaCl2溶液，若无白色浑浊出现，则说明BaCl2溶液已过量 (5)尽可能减少沉淀的溶解损失，减小实验误差 (6)(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O 解析　(3)步骤④中，若振荡时锥形瓶中有液体溅出，消耗NaOH的量减少，则锥形瓶内溶液中剩余硫酸的量减少，计算中与氨气反应的硫酸的量增多，造成所测n(NH)的值偏大。(6)过量的H＋的物质的量为0.120 mol·L-1×0.025 L＝0.003 mol，与NH3反应的H＋的物质的量为3.030 mol·L-1×0.05 L×2-0.003 mol＝0.3 mol，即n(NH)＝0.3 mol；69.90 g沉淀为BaSO4，则n(SO)＝＝0.3 mol；利用电荷守恒：n(NH)＋2n(Fe2＋)＝2n(SO)，得n(Fe2＋)＝0.15 mol；再利用质量守恒得m(H2O)＝58.80 g-m(NH)-m(SO)-m(Fe2＋)＝16.2 g，则n(H2O)＝0.9 mol，故n(NH)∶n(Fe2＋)∶n(SO)∶n(H2O)＝2∶1∶2∶6，晶体X的化学式为(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O。 7.(1)Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O　(2)提高铁元素的浸出率　(3)过滤速度更快　(4)在80 ℃水浴加热条件下，向“滤液”中加入2.688 g铁粉，搅拌下反应2 h后，过滤；滤液在真空蒸发仪中蒸发、在冰水浴中冷却结晶、过滤　(5)99.39%(过程见解析) 解析　废渣溶于硫酸生成硫酸亚铁和硫酸铁，过滤后滤液中加足量铁粉将硫酸铁还原为硫酸亚铁，再过滤，通过蒸发浓缩冷却结晶得到粗品，再重结晶得到硫酸亚铁晶体，据此解答。(1)Fe3O4与硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁，反应离子方程式为Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O；(2)将“滤渣”返回“酸浸”工序，可使Fe3O4和氧化铁更充分与硫酸发生反应，提高铁的浸取率；(3)抽滤装置通过减小锥形瓶内的压强，可以加快过滤速率；(4)由图可知温度在80 ℃时还原率最高，因此温度选80 ℃；在铁粉过量系数为1.2时还原率最高，因此过量系数为1.2，而在前两者相同时反应时间2 h时还原率高，因此搅拌时间控制在2 h，结合过量系数可得：应加入铁粉的量为氯化铁消耗铁粉量的1.2倍，则100 mL “滤液”[其中c(Fe3＋)＝0.8 mol·L-1]，结合反应可知消耗铁粉0.04 mol，则需加0.04×1.2 mol＝0.048 mol，铁粉质量为0.048×56＝2.688 g，同时为防止硫酸亚铁被氧化，应在真空蒸发仪中蒸发，然后冷却结晶后过滤，具体步骤为在80 ℃水浴加热条件下，向“滤液”中加入2.688 g铁粉，搅拌下反应2 h后，过滤；滤液在真空蒸发仪中蒸发、在冰水浴中冷却结晶、过滤；(5)根据电子得失守恒可得关系式：MnO～5Fe2＋，n(Fe2＋)＝5n(MnO)＝0.020 00 mol·L-1×0.042 9 L×5＝0.004 29 mol，硫酸亚铁晶体样品中FeSO4·7H2O的质量分数＝×100%≈99.39%。 学科网（北京）股份有限公司 $$