【題目】鎳、鈷及其化合物在工業(yè)上應用廣泛。從某含鎳廢渣(含主要成分為Ni、CoO、Co2O3 及少量雜質(zhì)Al2O3)提取碳酸鈷、硫酸鎳的工藝如下:
已知:25℃,Ksp[Co(OH)2]=4.0×10-15, lg2=0.3
(1)酸浸時需將含鎳廢渣粉碎,目的是_______,酸浸時通入SO2的作用是________。
(2)“除鋁”時發(fā)生反應的離子方程式是______________________,25℃,若“沉鈷”開始時c (Co2+) = 0.010 mo/L,則控制pH≤______時不會產(chǎn)生Co(OH)2沉淀。
(3)一定濃度的NiSO4溶液中加入適量的NaClO和NaOH混合液,可制得NiOOH沉淀,該反應的化學方程式為________。NiOOH可用于制備堿性鎳氫電池,該電池工作原理: NiOOH+ MHNi(OH)2+M(M為儲氫合金)電池充電時陽極的電極反應式是___________。
(4) NiSO4溶液可經(jīng)過操作A得到NiSO4·7H2O晶體,俗稱“翠礬”,操作A具體是指______________。煅燒該晶體時剩余固體質(zhì)量與溫度變化曲線如圖,已知該曲線中D處所得產(chǎn)物均為氧化物,寫出C到D的化學方程式______________。
【答案】增大接觸面積,加快反應速率,提高鎳的浸出率,提高產(chǎn)率 將Co3+還原為Co2+ Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ 7.8 2NiSO4+NaClO+4NaOH=2NiOOH↓+NaCl+Na2SO4+H2O Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O 加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾 2NiSO4Ni2O3+SO2↑+SO3↑
【解析】
某含鎳廢渣(含主要成分為Ni、CoO、Co2O3 及少量雜質(zhì)Al2O3)加入硫酸酸浸,酸浸后的溶液中含有Ni2+、Co2+、Co3+、Al3+,通入SO2,將Co3+還原為Co2+,加入碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液pH,使Al3+全部轉(zhuǎn)化為沉淀,過濾,向濾液中加入萃取劑得到含Co2+水溶液和有機層,沉鈷中加入足量的碳酸氫鈉溶液,得到碳酸鈷;有機層處理后得NiSO4溶液。NiSO4溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、得NiSO4·7H2O晶體,煅燒該晶體的NixOy。
(1)酸浸時需將含鎳廢渣粉碎,目的是增大接觸面積,加快反應速率,提高鎳的浸出率,提高產(chǎn)率;酸浸時通入SO2的作用是將溶液中的Co3+還原為Co2+;
(2)“除鋁”時,溶液中的Al3+與CO32-發(fā)生水解反應生成氫氧化鋁和二氧化碳,反應的離子方程式是Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ ;若“沉鈷”開始時c (Co2+) = 0.010 mol/L,c (Co2+)×c2(OH-)= 0.010 mo/L×c2(OH-)≤4.0×10-15,c(OH-)≤2×10-6.5mo/L,c(H+)mo/L=2-1×10-7.5 mo/L,故pH≤7.8;
(3)一定濃度的NiSO4溶液中加入適量的NaClO和NaOH混合液,NaClO將Ni2+氧化,反應的化學方程式為2NiSO4+NaClO+4NaOH=2NiOOH↓+NaCl+Na2SO4+H2O;NiOOH可用于制備堿性鎳氫電池,該電池工作原理: NiOOH+ MHNi(OH)2+M(M為儲氫合金),電池充電時陽極發(fā)生氧化反應,故陽極的電極反應式是Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O;
(4)從NiSO4溶液得到NiSO4·7H2O晶體的具體操作依次為加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾;
n(NiSO4·7H2O)==0.2mol,n(NiSO4·7H2O)=n(NiSO)=n(Ni),煅燒NiSO4·7H2O晶體生成NiSO4的質(zhì)量為:0.2mol×155g/mol=31.0g,故C點為NiSO4,D點16.6g中n(O)==0.3mol,故n(Ni):n(O)=0.2mol:0.3mol=2:3,D點生成Ni2O3,所以C到D的化學方程式2NiSO4Ni2O3+SO2↑+SO3↑。
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【題目】下列指定反應的離子方程式正確的是( )
A.Na2O2與H2O反應:2O+2H2O===O2↑+4OH-
B.向Fe2(SO4)3溶液中加入足量Cu粉:2Fe3++3Cu===2Fe+3Cu2+
C.向NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液至中性:2H++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O
D.向銀氨溶液中加入足量鹽酸:[Ag(NH3)2]++2H+===Ag++2NH
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【題目】化合物F是一種非天然氨基酸,其合成路線如下:
(1) C中官能團的名稱為________。
(2) D→E的反應類型為________。
(3) B的分子式為C7H6O,寫出B的結(jié)構(gòu)簡式:________。
(4) D的一種同分異構(gòu)體X同時滿足下列條件,寫出X的結(jié)構(gòu)簡式: ________。
①六元環(huán)狀脂肪族化合物;
②能發(fā)生銀鏡反應,1 mol X反應能生成4 mol Ag;
③分子中只有4種不同化學環(huán)境的氫。
(5) 寫出以、CH3NO2為原料制備的合成路線流程圖(無機試劑和有機溶劑任用,合成路線流程圖示例見本題題干) _____ 。
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【題目】一定溫度下,在2L的密閉容器中,X、 Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示:
下列描述正確的是( )
A. 反應開始到10s,用Z表示的反應速率為0.158mol/(L·s)-1
B. 反應開始到l0s,X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79mol/L
C. 反應開始到10s時,Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%
D. 反應的化學方程式為:X(g)+Y(g)Z(g)
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【題目】氮的化合物在生產(chǎn)生活中廣泛存在。
(1)①氯胺(NH2Cl)的電子式為________?赏ㄟ^反應NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g)制備氯胺,已知部分化學鍵的鍵能如右表所示(假定不同物質(zhì)中同種化學鍵的鍵能一樣),則上述反應的ΔH=_________。
化學鍵 | 鍵能/(kJ·mol-1) |
N-H | 391.3 |
Cl-Cl | 243.0 |
N-Cl | 191.2 |
H-Cl | 431.8 |
②NH2Cl與水反應生成強氧化性的物質(zhì),可作長效緩釋消毒劑,該反應的化學方程式為________。
(2)用焦炭還原NO的反應為:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),向容積均為1L的甲、乙、丙三個恒容恒溫(反應溫度分別為400℃、400℃、T℃)容器中分別加入足量的焦炭和一定量的NO,測得各容器中n(NO)隨反應時間t的變化情況如下表所示:
t/min | 0 | 40 | 80 | 120 | 160 |
n(NO)(甲容器)/mol | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
n(NO)(乙容器)/mol | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.53 | 0.45 |
n(NO)(丙容器)/mol | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
①該反應為____________(填“放熱”或“吸熱”)反應。
②乙容器在200min達到平衡狀態(tài),則0~200min內(nèi)用NO的濃度變化表示的平均反應速率v(NO)=_________。
(3)用焦炭還原NO2的反應為:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒溫條件下,1molNO2和足量C發(fā)生該反應,測得平衡時NO2和CO2的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示:
①A、B兩點的濃度平衡常數(shù)關(guān)系:Kc(A)_____Kc(B)(填“<”或“>”或“=”)。
②A、B、C三點中NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是______(填“A”或“B”或“C”)點。
③計算C點時該反應的壓強平衡常數(shù)Kp(C)=______(Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
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【題目】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,X的原子半徑是所有短周期主族元素中最大的,W的核外電子數(shù)與X、Z的最外層電子數(shù)之和相等,Y的原子序數(shù)是Z的最外層電子數(shù)的2倍,由W、X、Y三種元素形成的化合物M的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列敘述正確的是
A.Y單質(zhì)的熔點高于X單質(zhì)
B.元素非金屬性強弱的順序為W>Y>Z
C.Z元素在自然界中既有游離態(tài)也有化合態(tài)
D.1moIW 和X形成的化合物中可能含有4mol離子
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【題目】2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)反應過程的能量變化如圖所示。已知1mol SO2(g)氧化為1molSO3(g)的ΔH=-99kJ·mol-1。請回答下列問題:
(1)圖中A、C分別表示____,___,E的大小對該反應的反應熱__(填“有”或“無”)影響。該反應通常用V2O5作催化劑,加V2O5會使圖中B點___(填“升高”或“降低”),ΔH___(填“變大”“變小”或“不變”)。
(2)圖中ΔH=____kJ·mol-1。
(3)依據(jù)事實,寫出下列反應的熱化學方程式。
①1molN2(g)與適量H2(g)反應,生成NH3(g),放出92.2kJ熱量:_____。
②1molCu(s)與適量O2(g)反應,生成CuO(s),放出157kJ熱量:_____。
③在25℃、101kPa時,8 g CH4完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量是445.15kJ,則CH4燃燒的熱化學方程式是_____。
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【題目】某工廠排出的廢水中含有大量的Fe2+、Cu2+和SO42-。
Ⅰ.某校研究性學習小組設(shè)計如圖流程以回收銅和硫酸亞鐵。請回答:
(1)反應①的離子方程式為______。
(2)操作①中用到的玻璃儀器是_____(填序號)。
a.燒杯 b.漏斗 c.玻璃棒 d.酒精燈
(3)固體成分是_____。(填名稱)。
(4)原料②的名稱為_____。
Ⅱ.回收的銅可用于制備膽礬(CuSO4·5H2O)。將銅和一定濃度稀硫酸混合后在加熱的情況下通入氧氣,發(fā)生如下反應:2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O。 制得硫酸銅溶液后經(jīng)過蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾可得膽礬。
(1)請分析2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O反應中,氧化劑是_____,氧化產(chǎn)物是____(填化學式)。
(2)用雙線橋標出上述反應的電子得失_____。
2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O
(3)若有147gH2SO4 參與反應,則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為_____。
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【題目】硫酸銅是一種常見的化工產(chǎn)品,它在紡織、印染、醫(yī)藥、化工、電鍍以及木材和紙張的防腐等方面有極其廣泛的用途。實驗室制備硫酸銅的步驟如下:
①在儀器a中先加入20 g銅片、60 mL水,再緩緩加入 17 mL濃硫酸;在儀器b中加入39 mL濃硝酸;在儀器c中 加入20%的石灰乳150 mL。
②從儀器b中放出約5 mL濃硝酸,開動攪拌器,然后采用滴加的方式逐漸將濃硝酸加到儀器a中,攪拌器間歇開動。當最后一滴濃硝酸加完以后,完全開動攪拌器,等反應基本停止下來時,開始用電爐加熱直至儀器a中的紅棕色氣體完全消失,立即將導氣管從儀器c中取出,再停止加熱。
③將儀器a中的液體倒出,取出未反應完的銅片,溶液冷卻至室溫,析出藍色晶體。
試回答下列問題:
(1)儀器b的名稱為_______;將儀器b中液體滴入儀器a中的具體操作是_____________。
(2)寫出儀器a中反應的化學方程式:________________。
(3)步驟②中將導氣管先從儀器c中取出再停止加熱的目的是____________________。
(4)為提高尾氣吸收,防止空氣污染,下列裝置___________(填字母)適合吸收逸出的氣體(反應中產(chǎn)生的氣體因來不及被石灰乳吸收而逸出)。
(5)根據(jù)表中五水硫酸銅和硝酸銅在不同溫度下的溶解度,分析步驟③中溶液冷卻至室溫析出藍色晶體的主要原因:_________。除去硫酸銅晶體中的少量硝酸銅可采用____________方法,檢驗硝酸銅是否被除凈的方法:_____________。
(6)本實驗采用硝酸氧化法制取硫酸銅,工業(yè)上也常采用將銅在450 ℃左右焙燒,再與一定濃度的硫酸反應制取硫酸銅的方法。采用硝酸氧化法的優(yōu)點在于__________________。
(7)用滴定法測定藍色晶體中Cu2+的含量。取a g試樣配成 100 mL 溶液,每次取 20. 00 mL,用 c mol L-1 EDTA (H2Y2-)標準溶液滴定至終點,平均消耗EDTA溶液bmL。 滴定反應為Cu2++ H2Y2-→CuY2-+2H+。計算藍色晶體中Cu2+質(zhì)量分數(shù)w=____________。
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