【題目】Ni為第Ⅷ 族元素,在許多工業(yè)生產(chǎn)中都有涉及。
已知草酸鎳晶體(NiC2O4·2H2O)難溶于水,工業(yè)上從廢鎳催化劑(成分主要為Ni,含有一定量的Al2O3、Fe、SiO2、CaO等)制備草酸鎳晶體的流程如圖所示:
已知:①相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表:
金屬離子 | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ | Ni2+ |
開始沉淀的pH | 1.1 | 5.8 | 3.0 | 6.8 |
完全沉淀的pH | 3.2 | 8.8 | 5.0 | 9.5 |
②Ksp(CaF2)=1.46×10-10 ③當某物質(zhì)濃度小于1.0×10-5 mol/L時,視為完全沉淀
(1)請寫出一種能提高酸浸速率的措施________________。
(2)試劑a是一種綠色氧化劑,寫出“氧化”時反應的離子方程式__________________________。
(3)pH的調(diào)控范圍為 __________________,濾渣Ⅱ的成分為_____________________________。
(4)寫出“沉鎳”時反應的離子方程式___________________________________________,證明Ni2+已經(jīng)沉淀完全的實驗步驟及現(xiàn)象是______________________________________,當Ca2+沉淀完全時,溶液中c(F-)>_____________ mol/L(寫出計算式即可)。
(5)操作a的內(nèi)容是____________________________________________。
【答案】把廢鎳催化劑粉碎,或適當加熱,適當增大酸的濃度或攪拌2Fe2++2H+ +H2O2=2Fe3++2H2O5.0≤pH<6.8Fe(OH)3和Al(OH)3Ni2++C2O42-+2H2O=NiC2O4·2H2O取適量上層清液放入試管中,繼續(xù)滴加(NH4)2C2O4溶液,無沉淀生成過濾、洗滌、干燥
【解析】
廢鎳催化劑(成分主要為Ni,含有一定量的Al2O3、Fe、SiO2、CaO等),用硫酸溶解,SiO2不與硫酸反應,過濾得到濾液中含有NiSO4、FeSO4、Al2(SO4)3、CaSO4及過量的硫酸,試劑a是一種綠色氧化劑,所以加入 的是加入H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,加入Ni(OH)2調(diào)節(jié)pH,使pH大于5.0小于6.8,F(xiàn)e3+轉化為Fe(OH)3沉淀、Al3+轉化為Al(OH)3沉淀,過濾除去,濾液中含有NiSO4、CaSO4,向濾液中加入NH4F,除去Ca2+,過濾,再向濾液中加入(NH4)2C2O4,得到草酸鎳沉淀,再過濾、洗滌、干燥得草酸鎳晶體,據(jù)此分析。
廢鎳催化劑(成分主要為Ni,含有一定量的Al2O3、Fe、SiO2、CaO等),用硫酸溶解,SiO2不與硫酸反應,過濾得到濾液中含有NiSO4、FeSO4、Al2(SO4)3、CaSO4及過量的硫酸,試劑a是一種綠色氧化劑,所以加入 的是加入H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,加入Ni(OH)2調(diào)節(jié)pH,使pH大于5.0小于6.8,F(xiàn)e3+轉化為Fe(OH)3沉淀、Al3+轉化為Al(OH)3沉淀,過濾除去,濾液中含有NiSO4、CaSO4,向濾液中加入NH4F,除去Ca2+,過濾,再向濾液中加入(NH4)2C2O4,得到草酸鎳沉淀,再過濾、洗滌、干燥得草酸鎳晶體,(1)根據(jù)影響化學反應速率的因素可知,提高浸出率,可把廢鎳催化劑粉碎或適當加熱、適當增大硫酸濃度、攪拌等;
(2)根據(jù)上面的分析可知,試劑a是H2O2,所以“氧化”時反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知,pH為5.0時,Fe3+、Al3+沉淀完全,pH為6.8時Ni2+開始沉淀,所以pH的調(diào)控范圍為5.0≤pH<6.8,其反應的原理為:加入Ni(OH)2調(diào)節(jié)消耗溶液中的氫離子,促使Fe3+、Al3+的水解平衡右移,使Fe3+、Al3+轉化為相應的沉淀,濾渣Ⅱ的成分為Fe(OH)3和Al(OH)3;
(4)“沉鎳”時反應的離子方程式為Ni2++C2O42-+2H2O=NiC2O42H2O,證明Ni2+已經(jīng)沉淀完全的實驗步驟及現(xiàn)象是取上層清液,繼續(xù)滴加(NH4)2C2O4溶液,無沉淀生成;當Ca2+沉淀完全時,即c(Ca2+)<10-5mol/L,根據(jù)Ksp(CaF2)=1.46×10-10,可知溶液中c2(F-)> mol/L,c(F-)>;
(5)根據(jù)上面的分析可知,操作a的內(nèi)容是過濾、洗滌、干燥。
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【題目】下表是元素周期表中的一部分元素,用元素符號或化學式回答下列問題:
(1)h元素在周期表中的位置是_______;
(2)表中所列元素中,金屬性最強的是____;元素最高價含氧酸酸性最強的是____;(填化學式)
(3)c、d、e、g中,離子半徑最小的是____;(填離子符號)
(4)a和b化合時形成_____鍵;a和d化合時形成______鍵;
(5)由a、c、d形成的化合物的電子式為__________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知甲、乙、丙、 X 是4種中學化學中常見的物質(zhì),其轉化關系符合下圖(部分產(chǎn)物已略去)。下列說法中,正確的是
A. 若甲為單質(zhì)鐵,則丙一定為FeCl3
B. 若甲為強堿,則X一定為CO2
C. 若乙是一種白色膠狀沉淀,則甲溶液中一定含有Al3+
D. 若甲為單質(zhì),則此關系中涉及的反應一定都是氧化還原反應
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】科學家最近研制出可望成為高效火箭推進劑的 N(NO2)3,如圖。已知該分子中N-N-N 鍵角都是108.1°,下列有關 N(NO2)3 的說法不正確的是( )
A. 該分子中既含有非極性鍵又含有極性鍵
B. 分子中四個氮原子不共平面
C. 該物質(zhì)既有氧化性又有還原性
D. 15.2g 該物質(zhì)含有6.02×1022個原子
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【題目】A、B、C、D、E都是短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大,B、C同周期,A、D同主族。A、B能形成兩種液態(tài)化合物甲和乙,原子個數(shù)比分別為2∶1和1∶1,E元素形成的簡單離子是同周期元素中離子半徑最小的。根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1)甲、乙兩分子中含有非極性共價鍵的物質(zhì)的電子式是__________________,C元素在周期表中的位置是_________________________;
(2)C和D的離子中,半徑較小的是_____________;(填離子符號)。
(3)將D的單質(zhì)投入甲中,待D消失后再向上述溶液中加入E的單質(zhì),此時發(fā)生反應的離子方程式是______________________________________________________;
(4)C、D、E可組成離子化合物DxEC6,其晶胞(晶胞是在晶體中具有代表性的最小重復單元)結構如下圖所示,陽離子D+(用○表示)位于正方體的棱的中點和正方體內(nèi)部;陰離子EC6x-(用●表示)位于該正方體的頂點和面心。該化合物的化學式是___________________。
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【題目】全世界每年被腐蝕損耗的鋼鐵量非常驚人,在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕是鋼鐵腐蝕的主要原因。
(1)在潮濕空氣中,鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時的正極反應式為________________________。
(2)已知草酸分解的化學方程式為:H2C2O4CO↑ + CO2↑ + H2O,下列裝置中,可用作草酸分解制取氣體的是________________。
(3)某實驗小組利用草酸分解產(chǎn)生的CO和鐵銹反應來測定鐵銹樣品的組成(假定鐵銹中只有Fe2O3· nH2O和Fe兩種成份),實驗裝置如下圖所示。
①為得到干燥、純凈的CO氣體,洗氣瓶A、B中盛放的液態(tài)試劑依次可能是_______、________(填答案編號)。
a. 濃硫酸 b.澄清的石灰水 c. 氫氧化鈉溶液 d. 無水氯化鈣
②在點燃C處酒精燈之前應進行的操作是:(a)檢查裝置氣密性;(b)____________。
③E裝置的作用是___________________________________________________________ 。
④準確稱量樣品10.00g置于硬質(zhì)玻璃管中,充分反應后冷卻、稱量(假設每步均完全反應),硬質(zhì)玻璃管中剩余固體質(zhì)量為8.32 g,D中濃硫酸增重0.72 g,則n =_____________。
⑤在本實驗中,下列情況會使測定結果n偏大的是__________(填答案編號)。
a.缺少裝置B b.缺少裝置E c.反應后的固體中有少量Fe2O3·nH2O
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【題目】W、X、Y、Z四種短周期元素在周期表中的相對位置如圖所示。W、X、Y、Z原子的最外層電子數(shù)之和為21。下列說法中錯誤的是
A. 元素X的單質(zhì)能與強酸、強堿反應
B. W的氫化物水溶液可以用于刻蝕玻璃
C. 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:W>Y
D. 簡單陰離子的還原性:W>Z
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【題目】某稀溶液中含有4 mol KNO3和2.5 mol H2SO4,向其中加入1.5 mol Fe,充分反應(已知NO被還原為NO),最終溶液體積為1L。下列說法正確的是( )
A. 反應后生成NO的體積為33.6 L (標況)
B. 所得溶液中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶2
C. 所得溶液中c(NO)=2.75 mol·L-1
D. 所得溶液中的溶質(zhì)只有FeSO4
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【題目】下列解釋事實的化學方程式不正確的是
A. 盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞:SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O
B. 氫氧化銅溶于過量氨水:Cu(OH)2 + 4NH3 [Cu(NH3)4](OH)2
C. 鐵在潮濕的環(huán)境中生銹:3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2
D. 向煤中加入石灰石可減少煤燃燒時SO2的排放:2CaCO3+O2+2SO22CaSO4+2CO2
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