【題目】蘭尼鎳是一種帶有多孔結(jié)構(gòu)的細(xì)小品粒組成的鎳鋁合金,被廣泛用作有機(jī)物的氫化反應(yīng)的催化劑。以紅土鎳礦(主要成分為NiS、FeS和SiO2等)為原料制備蘭尼鎳的T藝流程如下圖所示:
(1)在形成Ni(CO)4的過(guò)程中,碳元素的化合價(jià)沒(méi)有變化,則Ni(CO)4中的Ni的化合價(jià)為_(kāi)_______;
(2)已知紅土鎳礦煅燒后生成固體產(chǎn)物為Ni2O3和Fe2O3,而加壓酸浸后浸出液A中含有Ni2+,寫(xiě)出有關(guān)鎳元素的加壓酸浸的化學(xué)反應(yīng)方程式____________;
(3)“堿浸”的目的是使鎳產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu),從而增強(qiáng)對(duì)氫氣的強(qiáng)吸附性,此過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________。
(4)浸出液B可以回收,重新生成鋁以便循環(huán)利用。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的回收流程:浸出液B→_______________。
(示例:)
【答案】
(1)0;(2)2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O;
(3)2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2↑;
(4)Al(OH)3Al2O3Al;
【解析】
試題分析:紅土鎳礦(主要成分為NiS、FeS和SiO2等)煅燒發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到Ni2O3、Fe2O3(SiO2不反應(yīng)),加入硫酸加壓酸浸,Ni2O3、Fe2O3溶解,發(fā)生的反應(yīng)有2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,SiO2不與硫酸反應(yīng),過(guò)濾得到浸出渣A(SiO2),浸出液A中含Ni2+、Fe3+,向浸出液A中通入H2S氣體,發(fā)生還原反應(yīng)的離子方程式是:H2S+2Fe3+=2Fe2++2H++S,另外生成沉淀NiS,過(guò)濾得到鎳硫化合物NiS,再通入CO氣體,形成Ni(CO)4,加熱得到鎳,高溫熔融時(shí)通入氬氣,加入鋁,得到合金,將合金冷卻、粉碎,再用濃氫氧化鈉溶液堿浸,鋁與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣使鎳鋁合金產(chǎn)生多孔的結(jié)構(gòu),浸出液B中含偏鋁酸根,最后用蒸餾水洗浸出渣B,得到產(chǎn)品蘭尼鎳。
(1)通入CO氣體,形成Ni(CO)4,在形成Ni(CO)4的過(guò)程中,碳元素的化合價(jià)沒(méi)有變化,反應(yīng)前后都是+2價(jià),氧為-2價(jià),根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為零可知Ni的化合價(jià)為0,故答案為:0;
(2)已知紅土鎳礦煅燒后生成Ni2O3,加壓酸浸后浸出液A中含有Ni2+,鎳的化合價(jià)降低發(fā)生還原反應(yīng),只有氧的化合價(jià)能升高,所以產(chǎn)物有氧氣,則發(fā)生的反應(yīng)是2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O,故答案為:2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O;
(3)浸出液A中含Ni2+、Fe3+,向浸出液A中通入H2S氣體,三價(jià)鐵具有較強(qiáng)氧化性,與硫化氫發(fā)生還原反應(yīng),離子方程式是:H2S+2Fe3+=2Fe2++2H++S↓,故答案為:H2S+2Fe3+=2Fe2++2H++S↓;
(4)高溫熔融時(shí)通入氬氣,加入鋁,得到合金,不能把氬氣換為CO,因?yàn)槔鋮s時(shí),CO能與Ni反應(yīng)生成Ni(CO)4,故答案為:不能,因?yàn)槔鋮s時(shí),CO能與Ni反應(yīng)生成Ni(CO)4;
(5)將合金冷卻、粉碎,再用濃氫氧化鈉溶液堿浸,鋁與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣使鎳鋁合金產(chǎn)生多孔的結(jié)構(gòu),發(fā)生的反應(yīng)為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;浸出反應(yīng)所用的NaOH溶液的濃度要大,若NaOH溶液較稀時(shí),則會(huì)產(chǎn)生少量的Al(OH)3沉淀而阻止浸出反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行,因?yàn)锳l溶于堿液生成AlO2-時(shí)在水中存在下列平衡:AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-,OH-濃度過(guò)小,對(duì)AlO2-的水解的抑制作用小,所以,產(chǎn)生的Al(OH)3就會(huì)沉積下來(lái)進(jìn)而阻止浸出反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行,故答案為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;因?yàn)锳l溶于堿液生成AlO2-時(shí)在水中存在下列平衡:AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-,OH-濃度過(guò)小,對(duì)AlO2-的水解的抑制作用小,所以,產(chǎn)生的Al(OH)3就會(huì)沉積下來(lái)進(jìn)而阻止浸出反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行;
(6)浸出液B中含偏鋁酸根,可通入過(guò)量二氧化碳得到氫氧化鋁沉淀,再加熱灼燒使其分解得到氧化鋁,加入冰晶石,在熔融態(tài)下電解氧化鋁得到鋁,回收流程可表示為:浸出液BAl(OH)3Al2O3故答案為:Al(OH)3Al2O3Al。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列敘述中正確的是
A. 分子式為C2H6和C8H16的兩種有機(jī)物一定互為同系物
B. 甲烷、苯、乙醇均不能使酸性KMnO4溶液褪色
C. 糖類、油脂、蛋白質(zhì)均能發(fā)生水解反應(yīng)
D. 乙烯和苯乙烯分子中所有原子均可能在同一平面上,都能使溴水褪色
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】中國(guó)首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室——“天宮一號(hào)”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC),它是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池。下圖為RFC工作原理示意圖,a、b、c、d均為Pt電極。下列說(shuō)法正確的是( )
A.B區(qū)的OH-通過(guò)隔膜向a電極移動(dòng),A區(qū)pH增大
B.圖中右管中的OH-通過(guò)隔膜向c電極移動(dòng),d電極上發(fā)生還原反應(yīng)
C.c是正極,電極上的電極反應(yīng)為:2H++2e-=H2↑
D.當(dāng)有1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),b電極產(chǎn)生氣體Y的體積為11.2L
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】鈁(Fr)元素在周期表中位于第七周期,第IA族,根據(jù)鈁在周期表中的位置推測(cè)其性質(zhì),其中錯(cuò)誤的 是( )
A.其單質(zhì)的熔點(diǎn)比鈉的熔點(diǎn)低
B.其氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性很強(qiáng)
C.其原子半徑在同一主族中是最大的
D.在空氣中燃燒只能生成Fr2O
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知反應(yīng)mX(g)+nY(g)qZ(g)的△H<0,m+n>q,在恒容密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列說(shuō)法正確的是
A.通入稀有氣體使壓強(qiáng)增大,平衡將正向移動(dòng)
B.X的正反應(yīng)速率是Y的逆反應(yīng)速率的m/n倍
C.降低溫度,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量變小
D.若平衡時(shí)X、Y的轉(zhuǎn)化率相等,說(shuō)明反應(yīng)開(kāi)始時(shí)X、Y的物質(zhì)的量之比為n/m
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某元素原子的價(jià)電子構(gòu)型是3s23p4,則它在周期表中的位置是
A. 第四周期ⅡA族 B. 第三周期ⅣA族
C. 第三周期ⅥA族 D. 第二周期ⅣA族
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述正確的是( )
A.催化劑V2O5不改變?cè)摲磻?yīng)的逆反應(yīng)速率
B.增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng),反應(yīng)速率一定增大
C.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度將縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間
D.在t1、t2時(shí)刻,SO3(g)的濃度分別是c1、c2,則時(shí)間間隔t1~t2內(nèi),SO3(g)生成的平均速率為v=
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