【题目】工业利用含镍废料(以镍铁钙合金为主)制取NiC2O4(草酸镍),再经高温煅烧NiC2O4制取Ni2O3的流程如图:
已知:NiC2O4、CaC2O4均难溶于水;Fe3+完全沉淀的pH约为3.2。
(1)“酸溶”时硫酸不宜过多的原因为________。
(2)加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为________;
(3)加入Na2CO3溶液调节pH至4.0~5.0,其目的为_________。
(4)加入NH4F溶液可将Ca2+转化为CaF2沉淀除去,已知25℃时Ksp(CaF2)=1.6×10-10,要使溶液中Ca2+沉淀完全[c(Ca2+)≤1.0×10-5 mol·L-1],则“除钙”时需控制NH4F的浓度至少为_______mol·L-1。
(5)NiC2O4隔绝空气高温煅烧可制得Ni2O3,NiC2O4受热分解的化学方程式为_____。
(6)Ni2O3还可用于制备合成氨的催化剂ConNi(1-n)Fe2O4。在其他条件相同时,合成氨的相对初始速率随催化剂中n值变化的曲线如图,由图可知Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是_______。
【答案】防止调pH时消耗过多Na2CO3 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 促进Fe3+水解,使其沉淀完全 0.004 2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑ Co2+
【解析】
向镍废料(镍、铁、钙合金为主)中加入硫酸,废料中的金属与稀硫酸反应产生NiSO4、FeSO4、CaSO4,向溶液中加入H2O2,可以将Fe2+氧化为Fe3+,加入碳酸钠溶液调节溶液的pH,使Fe3+全部形成Fe(OH)3沉淀,得到滤渣1是Fe(OH)3沉淀,向滤液再加入NH4F溶液,使Ca2+离子形成CaF2沉淀除去,则沉淀2是CaF2,过滤得到溶液含有Ni2+离子的溶液,在溶液中加入草酸生成NiC2O4,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到NiC2O4晶体,将晶体煅烧产生Ni2O3。
(1)加入硫酸进行酸溶处理,目的是使合金中的金属元素形成阳离子进入溶液,若加入硫酸过多,后面加入Na2CO3溶液调节pH时就会消耗过多Na2CO3溶液,因此硫酸不能过多;
(2)H2O2具有强的氧化性,可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得该反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)酸溶后的溶液中含有过量硫酸电离产生的H+,加入Na2CO3溶液调节pH至4.0~5.0,可以使Fe3+水解形成Fe(OH)3沉淀,从而达到除去Fe3+的目的,该反应的方程式为2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑;
(4)根据CaF2的Ksp(CaF2)=c(Ca2+)·c2(F-)=1.610-10,当溶液中Ca2+沉淀完全时,由于c(Ca2+)≤1.010-5 mol·L-1, c(F-)最小为:=0.004 mol/L;
(5)NiC2O4高温煅烧产生Ni2O3,同时会产生CO、CO2,可获得两种化合物气体,该反应的化学方程式为2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑;
(6)Ni2O3可用于制备合成氨的催化剂ConNi(1-n)Fe2O4。从图可知:催化剂中n值越大,合成氨的相对初始速率越大。催化剂中n值越大,则催化剂ConNi(1-n)Fe2O4中Co2+的含量越大,由此可知Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是Co2+。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】钠、铝和铁是三种重要的金属。请回答:
(1)这三种金属中金属活动性最强的是______ (填元素符号)
(2)画出铝的原子结构示意图________ 。
(3)写出氯化铝的电离方程式________ 。
(4)把一小块金属钠投入水中,观察到以下各种现象:钠浮在水面上,熔成闪亮的小球,四处游动,逐渐减少,直至消失。写出该反应的化学方程式______;其中钠熔成闪亮小球的原因是_______。钠完全反应后,收集到标准状况下的氢气2.24L,则参加反应的钠的物质的量为______ mol。
(5)将(4)所得溶液平均分成两份:
①一份加入足量的铝片充分反应,写出该反应的离子方程式:___________。
②向另一份溶液中滴加FeCl3溶液至沉淀不再增加,写出生成沉淀的反应的离子方程式__________;继续将沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧,此时得到的固体为_____(填化学式)。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某同学设计如下三个实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应:
方案一:如图1,在小烧杯里放一些除去氧化铝保护膜的铝片,然后向烧杯里加入10 mL 2 mol·L-1稀硫酸,再插入一支温度计,温度计的温度由20 ℃逐渐升至75 ℃,随后,温度逐渐下降至30 ℃,最终停留在20 ℃。
方案二:如图2,在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片,在烧杯里加入10 mL 2 mol·L-1硫酸溶液,再向其中加
入氢氧化钠溶液,片刻后提起烧杯,发现小木片脱落下来。
方案三:如图3,甲试管中发生某化学反应,实验前U形管红墨水液面相平,在化学反应过程中,通过U形管两侧红
墨水液面高低判断某反应是吸热反应还是放热反应。
序号 | 甲试管里发生反应的物质 | U形管里红墨水液面 |
① | 氧化钙与水 | 左低右高 |
② | 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充分搅拌) | ? |
③ | 铝片与烧碱溶液 | 左低右高 |
④ | 铜与浓硝酸 | 左低右高 |
根据上述实验回答相关问题:
(1)铝片与稀硫酸的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应,写 出该反应的离子方程式:___________。
(2)方案一中,温度升至最大值后又下降的原因是___________。
(3)方案二中,小木片脱落的原因是________,由此得出的结论是__________________。
(4)方案三中,如果甲试管里发生的反应是放热反应,则U形管里红墨水液面:左边________(填“高于”“低于”或“等于”)右边。
(5)由方案三的现象得出结论:①③④组物质发生的反应都是________(填“吸热”或“放热”)反应,如果放置较长时间,可观察到U形管里的现象是______________。
(6)方案三实验②的U形管中的现象为________,说明反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】如右图所示,把试管放入盛有25 ℃饱和澄清石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再用滴管滴入10 mL盐酸于试管中,试回答下列问题:
(1)实验中观察到的现象是________________________________ 。
(2)产生上述现象的原因是____________________________。
(3)写出有关反应的离子方程式:_________________________________;
反应中转移了0. 04mol电子时;标准状况下产生多少________mL的H2;消耗镁多少________g(保留两位小数);生成的MgCl2物质的量浓度为________。(溶液体积保持不变)
(4)由实验推知,镁片溶液和盐酸的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”) MgCl2和H2的总能量;此反应为________ (填放热反应或者吸热反应)。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】I.化合物甲和化合物乙的混合粉末是汽车安全气囊中存放的化学物质,经组成分析,确定该混合粉末仅含 Na、Fe、N、O 四种元素。为研究安全气囊工作的化学原理,进行以下实验操作:
请回答下列问题:
(1)工业上冶炼单质2的化学方程式为 ________;
(2)若化合物丙在空气中转化为碳酸氢盐,则反应的化学方程式为 ________;
(3)化合物甲可用下列方法制备:30℃时,将水合肼(N2H4H2O)、亚硝酸甲酯(CH3ONO)、NaOH 混合,充分反应后先回收得到 CH3OH,母液降温结晶,过滤得到化合物甲。写出用该法制备化合物甲的化学反应方程式 ________。
II.晶体硅是一种重要的非金属材料。实验室用 SiHCl3 与过量 H2 反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略)。制备纯硅的主要反应为:SiHCl3+H2 = Si(纯)+3HCl
已知①SiHCl3 沸点 33.0℃,上述反应在 1000~1100℃进行;②SiHCl3 能与 H2O 强烈反应,在空气中易自燃。
请回答下列问题:
(1)下列说法不正确的是___________;
A.装置B中的溶液可以是浓硫酸
B.装置C中的烧瓶需要加热,其目的是使滴入烧瓶中的 SiHCl3 气化
C.装置D中观察到的现象是有固体物质生成
D.装置D可以采用普通玻璃管代替石英管
E.为保证制备纯硅实验的成功,关键的操作步骤有检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及排尽装置中的空气、干燥气体
F.尾气处理装置中可以将导管直接插入盛有NaOH 溶液的烧杯中
(2)为检验某粗硅中存在的铁元素,可采取的实验操作方法是__________;
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列有关硫元素及其化合物的相关化学用语表示正确的是( )
A.质子数为16,中子数为16的硫原子:S
B.硫化钠的电子式:
C.二硫化碳分子的比例模型:
D.NaHSO3电离方程式:NaHSO3=Na++H++SO
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.NaClO溶液具有碱性,可用于杀菌消毒
B.NH3具有还原性,可用于检验HCl泄漏
C.FeCl3溶液能与Cu反应,可用于蚀刻印刷电路板
D.漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸浆
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在常温下的一密闭容器中事先放入1.56g过氧化钠,然后再通入乙烷与氧气的混合气体,用电火花引爆,直至反应完全为止,恢复到原温度,容器内压强近似为零。
(1)相同条件下,通入的气体氧气和乙烷的体积比是多少?_____
(2)通入氧气的质量最大应是多少?_____
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】R、X、Y和Z是四种元素,其常见化合价均为+2价,且X2+与单质R不反应,X2++Z=X+Z2+,Y+Z2+=Y2++Z。这四种离子被还原成0价时,表现的氧化性强弱顺序为( )
A.R2+>X2+>Z2+>Y2+B.X2+>R2+>Y2+>Z2+
C.Y2+>Z2+>R2+>X2+D.Z2+>X2+>R2+>Y2+
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com