【題目】某實驗室以含鎳廢料(主要成分為NiO,還含有少量 FeO、Fe2O3、CoO、BaO 和SiO2)為原料制備NixOy 和碳酸鈷(CoCO3)的工藝流程如圖:
已知有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的 pH 如表:
氫氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Ni(OH)2 |
開始沉淀的 pH | 1.5 | 6.5 | 7.2 | 7.7 |
沉淀完全的 pH | 3.7 | 9.7 | 9.4 | 9.2 |
請回答以下問題:
(1)“濾渣Ⅰ”主要成分為(填化學(xué)式)_____。
(2)“氧化”時(加入 NaClO3)的離子方程式為_____。
(3)加入 Na2CO3 來“調(diào) pH”的目的是生成黃鈉鐵釩沉淀而除去鐵,也可通過加入MO(對應(yīng)的金屬氧化物)來調(diào)節(jié) pH 將鐵除去,則 pH 控制的范圍為_____。
(4)在實驗室萃取操作應(yīng)該在_____中完成(填儀器名稱),向水相中加入NaHCO3 時的離子方程式為_________。
(5)從 NiSO4 溶液獲得NiSO4·6H2O 晶體的操作依次是:_____,_________,過濾,洗滌,干燥。“煅燒”時剩余固體質(zhì)量與溫度變化曲線如圖,該曲線中 B 段所表示氧化物的名稱為_____。
【答案】BaSO4和SiO2 3.7<pH<7.2 分液漏斗 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 三氧化二鎳
【解析】
原料的成分含有NiO,FeO,Fe2O3,CoO,BaO和SiO2,最終要制備兩種產(chǎn)物,一種是鎳的氧化物,一種是CoCO3,所以FeO,,BaO和SiO2要在制備過程中逐步去除。第一步加酸溶解原料,考慮到發(fā)生的反應(yīng),就可得知濾渣和濾液的成分。題干中還提供了有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH的表格,經(jīng)過分析可知,要想去除鐵元素,應(yīng)當(dāng)把鐵元素全都轉(zhuǎn)化為三價鐵再調(diào)節(jié)pH才能在不降低產(chǎn)品產(chǎn)量的同時除凈雜質(zhì)鐵元素。最后根據(jù)失重曲線判斷物質(zhì)的組成,可通過原子守恒進行計算,再進一步判斷即可。
(1)原料的成分有NiO,FeO,Fe2O3,CoO,BaO和SiO2;加入硫酸酸溶,SiO2不反應(yīng),所以會出現(xiàn)在濾渣中,BaO會最終變成BaSO4沉淀,所以也會出現(xiàn)在濾渣中;
(2)氧化步驟的目的是將二價鐵轉(zhuǎn)變成三價鐵,便于在后續(xù)步驟中沉淀法除去,所以離子方程式為;
(3)加入Na2CO3這一步是為了除去鐵,同時也要避免其他元素的損耗,所以選擇的pH區(qū)間為3.7~7.2;
(4)萃取最關(guān)鍵的儀器是分液漏斗;加入碳酸氫鈉后,產(chǎn)物之一是CoCO3沉淀,考慮到NaHCO3是過量的,所以最終的離子方程式為;
(5)由溶液獲取結(jié)晶的常規(guī)操作是:蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾洗滌干燥;硫酸鎳晶體的摩爾質(zhì)量是263g/mol,所以26.3g即為0.1mol;280℃開始,固體的質(zhì)量減少,這個時期是因為結(jié)晶水丟失導(dǎo)致的,所以A段對應(yīng)的物質(zhì)就是0.1mol的NiSO4;溫度到600℃,固體的質(zhì)量再次下降,得到最終的鎳的氧化物;根據(jù)原子守恒,8.3g氧化物中Ni的質(zhì)量為5.9g,那么O的質(zhì)量為2.4g即0.15mol,所以固體氧化物中,所以固體氧化物即三氧化二鎳。
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【題目】一定溫度下,在恒容密閉容器中充入一定量的N2O5,發(fā)生反應(yīng): 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),能判斷反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
A. NO2和O2的濃度比保持不變B. 容器中的壓強不再變化
C. 2υ正(NO2)=υ逆(N2O5)D. 氣體的平均相對分子質(zhì)量為43.2,且保持不變
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【題目】鎳鎘(Ni—Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其充、放電按下式進行:Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2。有關(guān)該電池的說法正確的是
A.充電時陽極反應(yīng):Ni(OH)2 -e— + OH- = NiOOH + H2O
B.充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程
C.放電時負(fù)極附近溶液的堿性不變
D.放電時電解質(zhì)溶液中的OH-向正極移動
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【題目】某藥物丙可由有機物甲和乙在一定條件下反應(yīng)制得:
(甲)+(乙) (丙)
下列說法正確的是
A.甲與乙生成丙的反應(yīng)屬于加成反應(yīng)
B.甲分子中所有原子共平面
C.乙的化學(xué)式是C4H718OO
D.丙在堿性條件下水解生成 和 CH318OH
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【題目】化學(xué)實驗有助于理解化學(xué)知識,形成化學(xué)觀念,提高探究與創(chuàng)新能力。
(1)查閱資料可知:2KMnO4+16HCl(濃)═ 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2↑ + 2H2O。某同學(xué)設(shè)計圖1所示裝置來制備純凈、干燥的氯氣,其中實驗裝置或試劑有錯誤的是______
A ①② B ② C ②③ D ①③
(2)將圖1裝置修改正確后,虛框④是收集Cl2的裝置,請從圖2中選用合適的裝置__。
(3)將制得的Cl2進行性質(zhì)實驗,裝置如圖3所示(加熱裝置省略),請回答以下問題。
①裝置E中可觀察到____;反應(yīng)的化學(xué)方程式____。
②裝置F在反應(yīng)中的作用是_____。
③裝置G所得的溶液中具有漂白性的分子是___,
④裝置H的作用____。
(4)工業(yè)漂白粉常用Cl2與石灰乳反應(yīng)制得,反應(yīng)方程式為______。
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【題目】聚四氟乙烯在耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性上都超過了其他塑料,號稱“塑料之王”,可用于制造飛機、導(dǎo)彈的無油軸承,密封填料,人造血管,滑雪板,不粘鍋等。其合成路線如圖所示:
寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:A→B:____;B→C:___。
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【題目】硫代硫酸鈉是一種重要的化工產(chǎn)品。某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)。
I.[查閱資料]
(1)Na2S2O3·5H2O是無色透明晶體,易溶于水。其稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成。
(2)向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得產(chǎn)品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3難溶于水,可溶于稀HCl。
Ⅱ.[制備產(chǎn)品]實驗裝置如圖所示(省略夾持裝置)
實驗步驟:
(1)儀器B和D的作用是___,按圖示加入試劑,E中的試劑是___(選填下列字母編號)。
A.濃H2SO4 B.飽和NaHSO3溶液 C.NaOH溶液 D.飽和食鹽水
(2)先向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中燒瓶滴加濃H2SO4,C中反應(yīng)生成Na2S2O3和CO2,寫出C中反應(yīng)的離子方程式為___。
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,結(jié)束反應(yīng)。過濾C中混合液,濾液經(jīng)___(填寫操作名稱)、過濾、洗滌、干燥、得到產(chǎn)品。
Ⅲ.[探究與反思]
(4)為驗證產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4,該小組設(shè)計了以下實驗方案,請將方案補充完整。(所需試劑從稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸餾水中選擇)取適量產(chǎn)品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,過濾,洗滌,___,若沉淀未完全溶解,并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,則可確定產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4。
(5)為減少裝置C中生成的Na2SO4的量,在不改變原有裝置的基礎(chǔ)上對原有實驗Ⅱ步驟(2)進行了改進,改進后的操作是___,然后再向C中燒瓶加入硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液。
(6)探究Na2S2O3是否具有還原性:向新制氯水中滴加Na2S2O3溶液,若看到氯水顏色變淺(或褪色),說明有還原性(已知:Na2S2O3被氧化成Na2SO4),反應(yīng)的離子方程式為___。
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【題目】(1)化合物A(C4H10O)是一種有機溶劑。A可以發(fā)生以下變化:
(1)①A只有一種一氯取代物B。寫出由A轉(zhuǎn)化為B的化學(xué)方程式_________。
②A的同分異構(gòu)體F也可以有框圖內(nèi)A的各種變化,且F的一氯取代物有三種。F的結(jié)構(gòu)簡式是____。
(2)化合物“HQ”(C6H6O2)可用作顯影劑,“HQ”可以與三氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。“HQ”的一硝基取代物只有一種,“HQ"的結(jié)構(gòu)簡式________。
(3)A與“HQ”在一定條件下相互作用形成水與一種食品抗氧化劑“TBHQ”。“TBHQ”與氫氧化鈉溶液作用得到化學(xué)式為(C10H12O2Na2)的化合物。“TBHQ"的結(jié)構(gòu)簡式是____________。
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【題目】目前,全世界鎳的消費量僅次于銅、鋁、鉛、鋅,居有色金屬第五位。鎳行業(yè)發(fā)展蘊藏著巨大潛力。
Ⅰ.(1)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍(lán)色溶液。
①基態(tài)Ni2+的核外電子排布式為_________________。
②在[Ni(NH3)6]2+中存在的化學(xué)鍵有(_____________)
A.離子鍵 B.共價鍵 C.配位鍵 D. 氫鍵 E.σ鍵 F.π鍵
Ⅱ.丁二酮肟是檢驗Ni2+的靈敏試劑。
(2)丁二酮肟分子中C原子軌道雜類型為________________,1mol丁二酮肟分子所含σ鍵的數(shù)目為_____________。
(3)配合物[Ni(CO)4]常溫下為液態(tài),易溶于CCl4、苯等有機溶劑。
① [Ni(CO)4]固態(tài)時屬于________晶體(填晶體類型)。
②[Ni(CO)4]中Ni與CO的C原子形成配位鍵。不考慮空間構(gòu)型,[Ni(CO)4]的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為_____________ (用“→”表示出配位鍵) 。
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