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实验室模拟回收某废旧含镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)生产Ni2O3。其工艺流程为:

  
图Ⅰ                                        图Ⅱ
(1)根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱,可知浸出渣含有三种主要成分,其中“物质X”为        。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系,当浸出温度高于70℃时,镍的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大,其原因是                              
(2)工艺流程中“副产品”的化学式为             
(3)已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:

氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Ni(OH)2
开始沉淀的pH
1.5
6.5
7.7
沉淀完全的pH
3.7
9.7
9.2
 
操作B是为了除去滤液中的铁元素,某同学设计了如下实验方案:向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液,调节溶液pH为3.7~7.7,静置,过滤。请对该实验方案进行评价:                (若原方案正确,请说明理由;若原方案错误,请加以改正)。
(4)操作C是为了除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F浓度为3×10-3 mol·L-1,则Ca2+的浓度为             ______mol·L-1。(常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11
(5)电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步:①碱性条件下Cl在阳极被氧化为ClO;②Ni2+被ClO氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。第②步反应的离子方程式为                   

(1)BaSO4   温度升高,Ni2+的水解程度增大
(2)CuSO4·5H2O
(3)方案错误。在调节pH前,应先在滤液中加入H2O2,使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+(其他合理均给分)
(4)3×10-6
(5)ClO+2Ni2++4OH=2NiOOH·H2O+Cl

解析试题分析:(1)由于含镍催化剂中含有氧化钡,能和稀硫酸反应生成白色沉淀硫酸钡,所以根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱,可知浸出渣含有三种主要成分,其中“物质X”为BaSO4。由于随着温度升高,Ni2+的水解程度增大,从而导致镍的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大。(2)CuS、S灼烧后溶于稀硫酸中生成硫酸铜,所以副产品应该是胆矾,即CuSO4·5H2O。(3)用氢氧化钠溶液调节溶液的pH值,容易引入杂质,所以方案是错误的。正确的操作应该是在调节pH前,应先在滤液中加入H2O2,使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+。(4)根据常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11可知,溶液中F浓度为3×10-3 mol·L-1,则Ca2+的浓度为=3×10-6 mol/L。(5)Ni2+被ClO氧化产生2NiOOH·H2O沉淀,其还原产物是氯离子,则根据电子的得失守恒可知,第②步反应的离子方程式为ClO+2Ni2++4OH=2NiOOH·H2O+Cl
考点:考查盐类水解、化学实验基本操作、溶度积常数的计算、方程式的书写

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(1)已知常温下,A酸的溶液pH=a,B碱的溶液pH=b,回答下列问题:
①若A为醋酸,B为氢氧化钠,且a=4,b=10,两者等体积混合,则混合前c(CH3COOH)   c(NaOH )(填“<、=或>”,下同);混合后溶液的pH   7。
②若A的化学式为HR,B的化学式为MOH,且a+b=14,两者等体积混合后溶液显碱性,则混合溶液中必定有一种离子能发生水解,该水解反应的离子方程式为                                   。(2)①现有25℃时等体积、等pH的Ba(OH)2、NaOH和NH3·H2O三种溶液,将它们分别与V1 L、V2 L、V3 L等浓度的盐酸混合,均恰好中和,则V1、V2、V3的大小关系是            
②另有25℃,等体积等物质的量浓度的Ba(OH)2、NaOH和NH3·H2O三种溶液,将它们分别与V1 L、V2 L、V3 L等浓度的盐酸混合,混合后溶液均呈中性,则V1、V2、V3的大小关系是                  ;③室温下,若生成同浓度的NaCl与NH4Cl溶液各1L,则溶液中离子总数N(NaCl)       N(NH4Cl)。(填“<、=或>”)

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

有A、B、C、D四种强电解质,它们在水中电离可产生表中离子(每种物质只含一种阴离子且互不重复)。

阳离子
Na+、Ba2+、NH4+
阴离子
CO32、Cl、OH、SO42
①A、C溶液的pH均大于7,A、B的溶液中水的电离程度比纯水大,A、D焰色反应的火焰均为黄色;
②C溶液和D溶液相遇时只观察到有白色沉淀产生,B溶液和C溶液相遇时只观察到有刺激性气味的气体产生,A溶液和D溶液混合时无明显现象。请填写下列空白:
(1)A是___________,B是___________,C是____________,D是___________。
(2)常温,将1 ml pH =12的C溶液加水稀释至100ml,所得溶液中=           
(3)常温下,0.15 mol·L-1的C溶液与0.20 mol·L-1盐酸混合,所得混合液的pH=13,则C溶液与盐酸的体积比= _______________。
(4)将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合,反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是                                                                       

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

为测定某H2C2O4溶液的浓度,取25.00mL该溶液于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4后,用浓度为c mol/L KMnO4标准溶液滴定。滴定原理为:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
(1)滴定时,KMnO4溶液应装在                (填“酸式滴定管”或“碱式滴定管” )中,达到滴定终点的现象为                                                             
(2)若滴定时,没用标准液洗涤滴定管,会使得草酸溶液的物质的量浓度_              _        (填“偏高”“偏低”“无影响”)
(3)若滴定时,反应前后的两次读数分别为a和b,则实验测得所配草酸溶液的物质的量浓度为           mol/L。
(4)在该溶液与KOH溶液反应所得的0.1 mol/L KHC2O4溶液中,c(C2O42-)>c(H2C2O4),下列关系正确的是               

A.c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+c(C2O42-)
B.c(HC2O4-)+ c (C2O42-)+ c(H2C2O4)=0.1mol/L
C.c(H+)<c(OH-
D.c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀,从而将其除去的可能性,查得如下资料:(以下数据和实验均指在25℃下测定)

难溶电解质
 
CaCO3
 
CaSO4
 
Ksp(mol2·L-2)
 
3×10-9
 
9×10-6
 
 
实验步骤如下:
①往100 mL 0.1 mol·L-1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液,立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g,搅拌,静置,沉淀后弃去上层清液.
③再加入蒸馏水搅拌,静置,沉淀后再弃去上层清液.
④向沉淀中加入足量的盐酸。
(1)步骤①所得悬浊液中[Ca2]=________ mol·L-1
(2)写出第②步发生反应的离子方程式:________________________________.
(3)设计第③步的目的是________________________________________________.
(4)第④步操作发生的现象为:                                              

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

在氯化铁溶液中存在下列平衡:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HC1;△H>0。回答下列问题:
(1)加热FeCl3溶液,溶液的颜色会不断加深,可得到一种红褐色透明液体,向这种液
体中加入MgCl2溶液,产生的现象为                     
(2)不断加热FeCl3溶液,蒸干其水分并灼烧得到的固体可能是               
(3)在配制FeCl3溶液时,为防止浑浊,应加入                      
(4)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入MgCO3固体,过滤
后再加入足量盐酸。MgCO3固体能除去Fe3+的原因是                      

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(14分) 电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一。
Ⅰ.每一次化学电池技术的突破,都带来了电子设备革命性的发展。最近,我国在甲醇燃料电池的相关技术上获得了新突破,原理如下图1所示。
(1)请写出从C口通入O2发生的电极反应式      
(2)以石墨做电极电解饱和食盐水,如下图2所示。电解开始后在      的周围(填“阴极”或“阳极”)先出现红色。假设电池的理论效率为80%(电池的理论效率是指电池产生的最大电能与电池反应所释放的全部能量之比),若消耗6.4g甲醇气体,外电路通过的电子个数为       (保留两位有效数字,NA取6.02×1023)。

Ⅱ.随着电池使用范围的日益扩大,废旧电池潜在的污染已引起社会各界的广泛关注。
(1)电池生产企业排放的工业废水中常含有Cu2+等重金属离子,直接排放会造成污染,目前在工业废水处理过程中,依据沉淀转化的原理,常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去这些离子。已知室温下Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2。请用离子方程式说明上述除杂的原理      
(2)工业上为了处理含有Cr2O72的酸性工业废水,用绿矾(FeSO4·7H2O)把废水中的六价铬离子还原成三价铬离子,再加入过量的石灰水,使铬离子转变为Cr(OH)3沉淀。
①氧化还原过程的离子方程式为      
②常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=1×10-32 mol4·L-4,溶液的pH至少为      ,才能使Cr3+沉淀完全。
③现用上述方法处理100m3含铬(+6价)78mg?L-1的废水,需用绿矾的质量为      kg。(写出主要计算过程)

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

已知:Ksp(AgCl)=1.8×10—10,Ksp(AgI)=1.5×10—16 ,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10—12,Ag2CrO4为砖红色沉淀。
(1) AgCl、AgI、 Ag2CrO4三种饱和溶液中,Ag+浓度由大到小顺序是                     。现将等体积2.0×10—4 mol·L-1的AgNO3溶液和一定浓度的Na2CrO4溶液混合,若要产生Ag2CrO4沉淀,则Na2CrO4溶液至少浓度为               mol·L-1
(2) 在室温下,向0.02mol·L-1的Na2CrO4溶液中滴加0.01mol·L-1稀硫酸,溶液由黄色转变为橙红色的Na2Cr2O7,该平衡转化的离子方程式为                                。Na2Cr2O7可用来鉴别NaCl和NaNO2,鉴别时发生的离子方程式为                                
(3) 工业酸性废水中含Cr2O72离子会造成铬污染,排放前先将Cr2O72还原成Cr3+,并转化成Cr(OH)3除去,工业上采用的方法是向废水中加入NaCl,以铁为电极进行电解,同时鼓入空气。结果溶液的pH值不断升高,溶液由酸性转变为碱性。在以上处理过程中,写出其阳极电极反应式:           ,Cr2O72转化为毒性较低的Cr3+的离子方程式为:                     
(4) 用AgNO3溶液滴定含Cl的溶液,可测定溶液中的c(Cl)。可滴入几滴             溶液为指示剂,滴定的终点现象为                                

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:
(1)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS,慢慢转变为铜蓝(CuS)。写出CuSO4转变为铜蓝的离子方程式_______________________________。
(2)工业上以黄铜矿CuFeS2)为原料,采用火法熔炼工艺生产铜的中间过程会发生反应:2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,该反应的氧化剂是_____;验证反应产生的气体是SO2的方法是____________。
(3)图I是一种新型燃料电池,它以CO为燃料,一定比例的Li2CO3和Na2CO3熔融混合物为电解质,图II是粗铜精炼的装置图,假若用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。

①写出A极的电极反应式__________________________________________________。
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验,粗铜板应与__________极(填“A”或“B”)相连;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为___________。
③当消耗标准状况下1.12LCO时,精铜电极的质量变化情况为_________。
(4)现向一含有Ca2、Cu2的混合溶液中滴加Na2CO3溶液,若首先生成CuCO3沉淀,根据该实验可得出的结论是________(填序号)

A.Ksp(CuCO3)<Ksp(CaCO3) B.c(Cu2)<c(Ca2)
C. D.

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