中加入氨水的体积(V)与溶液中的关系如图所示。下列说法正确的是

A. H2A的电离方程式为H2AH++HA -

B. B点溶液中，水电离出的氢离子浓度为1.0×10-6 mol/L C. C点溶液中，c(NH4)+c(NH3·H2O)= 2c(A) D. 25℃时，该氨水的电离平衡常数为【答案】B

【解析】根据图像，A点时，0.05 mol/L的二元酸H2A的溶液-12

+

--13

+

+

2-

= -12，此时c（OH-）

=10c（H），c（OH）=1.0×10 mol/L，c（H）=0.1 mol/L，说明H2A为二元强酸。A、H2A的电离方程式为H2A=2H+A，故A错误；B、B点溶液中，加入了10mL 0.10 mol/L的氨水，恰好完全反应，此时溶液应为（NH4）2A溶液，= -2，c（OH）=10c（H），c（OH）

--2

+

-+

2-

=1.0×10-8 mol/L，c（H+）=1.0×10-6mol/L，此时溶液因NH4+水解呈酸性，溶液中的氢离子均是水电离产生的，故水电离出的氢离子浓度为1.0×10 mol/L，故B正确；C、C点溶液中，加入了12.5 mL 0.10 mol/L的氨水，此时溶液应为（NH4）2A和NH3·H2O混合溶液，-+

+

+

2--+

2--6

= 0，c（OH）=c（H），根据电荷守恒：c(NH4)+c(H)= 2c(A)+c（OH），即c(NH4)= 2c(A)，故C错误；D、B点时，溶液应为0.025mol/L（NH4）2A溶液，= -2，c（OH）=10c

H++

--2

（H+），（OH-）c=1.0×10-8 mol/L，（H+）c=1.0×10-6mol/L，溶液因NH4+水解呈酸性，NH4++ H2ONH3·H2O，该反应的水解常数为Kh= == =2×10-5，故氨水的电离平衡常数为

=5×10-10，故D错误；故选B。

8. 某实验小组在实验室利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。 （一）制备硫酸亚铁溶液

（1）步骤①，加入稀硫酸的目的是_______。

（2）步骤②，加入还原铁粉后观察到的现象是_______。 （二）制备氢氧化亚铁

（3）选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为_______（按气流方向，用装置字母表示）。反应结束后继续通一段时间的N2，目的是_______。

（4）装置B中发生反应的离子方程式是_______。装置C的作用是_______。 （三）探究思考

反应后将装置B中固体过滤时白色沉淀会逐渐转变为灰绿色。在查阅不同资料后，有同学认为灰绿色物质是Fe(OH)2被空气中的氧气氧化后生成的Fe3(OH)8。

（5）Fe3(OH)8中n(Fe2+):n(Fe3+) =_______，用氧化物的形式表示可写成_______。 （6）设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8：_______。

【答案】 (1). 抑制Fe2+的水解 (2). 铁粉逐渐溶解，有无色气体生成，溶液由黄色逐渐变为浅绿色 (3). A C B D (4). 防止拆除装置时残留的氨气逸出污染空气 (5). Fe+ 2NH3 + 2H2O= Fe(OH)2 + 2NH4 (6). 安全瓶，防倒吸 (7). 1:2 (8). FeO ·Fe2O3 ·4H2O (9). 取少量灰绿色物质于试管中，加入稀盐酸（或稀硫酸）溶解，将溶液分成两份，一份滴入几滴KSCN溶液，变为血红色；另一份加入适量K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，则灰绿色物质中含Fe3(OH)8

【解析】该实验的目的是利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。（一）制备硫酸亚铁溶液，向硫酸铁晶体中加入去氧蒸馏水和稀硫酸，再加入过量的还原铁粉，将Fe3+

2+

+

还原成Fe，得到硫酸亚铁溶液。（1）步骤①，加入稀硫酸的目的是，目的是抑制Fe的水解；（2）步骤②，加入还原铁粉后，铁粉和酸反应和Fe3+反应，观察到的现象是铁粉逐渐溶解，有无色气体生成，溶液由黄色逐渐变为浅绿色；（二）制备氢氧化亚铁，原理是将氨气通入硫酸亚铁溶液中，此过程的关键是隔绝空气。（3）制备氢氧化亚铁的装置中，A装置的作用是将浓氨水滴到生石灰上，使生石灰和水反应放出热量，放出氨气，氮气的作用是将装置中的空气全部排出，B装置的作用是氨气和硫酸亚铁溶液反应产生氢氧化亚铁，C装置的作用是作为安全瓶防止倒吸，D装置的作用是吸收尾气。故装置连接顺序为A C B D；反应结束后继续通一段时间的N2，目的是将装置中残留的氨气全部被吸收，防止拆除装置时残留的氨气逸出污染空气；（4）装置B中发生反应的离子方程式是：Fe2+ + 2NH3 + 2H2O= Fe(OH)2 + 2NH4+，装置C在A和B之间，故C的作用是：安全瓶，防倒吸；（5）Fe3(OH)8中，3个Fe带8个正电荷，故n(Fe):n(Fe) =1：2，用氧化物的形式表示可写成FeO ·Fe2O3 ·4H2O；（6）要设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8，即要证明此物质中既有Fe又有Fe，Fe用K3[Fe(CN)6]溶液检验，Fe用KSCN溶液检验，故试验方法为：取少量灰绿色物质于试管中，加入稀盐酸（或稀硫酸）溶解，将溶液分成两份，一份滴入几滴KSCN溶液，变为血红色；另一份加入适量K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，则灰绿色物质中含Fe3(OH)8。

点睛：实验题的关键是搞清楚实验目的：利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。结合题意，先制备硫酸亚铁溶液，向硫酸铁晶体中加入去氧蒸馏水和稀硫酸，再加入过量的还原铁粉，将Fe还原成Fe，得到硫酸亚铁溶液，再制备氢氧化亚铁，原理是将氨气通入硫酸亚铁溶液中，此过程的关键是隔绝空气。就可知各装置的目的，各个措施的目的，就可以顺利的解题。

9. 利用废旧锂离子电池的正极材料（主要成分为LiCoO2、Al以及少量Ca、Mg、Cu、Fe等）制备Co3O4微球的工艺流程如下：

3+

2+

3+

2+

3+

2+

2+

3+

2+3+

回答下列问题：

（1）LiCoO2 中Co元素的化合价为_______。

（2）步骤①中生成Co的离子方程式为_______。此过程中若用浓盐酸代替H2SO4和H2O2的混合溶液，除因挥发使其利用率降低外，还有的缺点是_______。

（3）步骤②中，不同pH下溶液中金属离子的去除效果如下图所示。该过程加入NaOH调节溶液pH的最佳范围是_______，理由是_______。

2+

（4）步骤④中，过滤、洗涤操作均需用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_______。 （5）步骤⑤中，Co(OH)2在空气中高温焙烧生成Co3O4的化学方程式为_______。

（6）若以钴为电极，控制一定条件，电解NaCl溶液也可制取Co3O4的前驱体Co(OH)2。写出电解的总反应方程式_______。

（7）实验室测得“浸出液”中钴元素的含量为a mg/L，取20 mL“浸出液”模拟上述流程进行实验，得到“Co3O4微球”产品b g，又测得产品中钴元素的质量分数为w％。计算钴的回收率为_______（列式表示）。

【答案】 (1). +3 (2). 2LiCoO2 +6H+H2O2=2Co+ O2+2Li+4H2O (3). 盐酸（或Cl）可被LiCoO2氧化产生Cl2污染环境 (4). 5.5～6.0 (5). 在pH为5.5～6.0的范围内，Fe3+、Al3+、Cu2+杂质离子的去除率很高，而Co2+去除率很低，损失率较小 (6). 漏斗 (7). 6Co(OH)2+O2×100%

【解析】（1）LiCoO2 中Co元素的化合价为+3；

（2）步骤①在正极材料中加入硫酸和过氧化氢溶液，将LiCoO2生成Co2+，离子方程式为：2LiCoO2 +6H++H2O2=2Co2++ O2+2Li++4H2O；此过程中若用浓盐酸代替H2SO4和H2O2的混合溶液，除因挥发使其利用率降低外，还有的缺点是盐酸（或Cl-）可被LiCoO2氧化产生Cl2污染环境； （3）步骤②中，加入NaOH调节溶液pH的最佳范围是pH=5.5～6.0，在此范围内，Fe3+、Al3+、Cu2+杂质离子几乎被沉淀完全，而Co2+损失率较小；

2Co3O4+ 6H2O (8). Co+2H2O

Co(OH)2+H2 (9). -+

2+

+