金屬鎳具有優(yōu)良的物理和化學(xué)特性,是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要原料.
(1)羰基法提純鎳涉及的反應(yīng)為:Ni(s)+4CO(g)?Ni(CO)4(g)
①當(dāng)溫度升高時,
c[Ni(CO)4]
c(CO)
減小,則△H
 
0(填“>”或“<”).
②一定溫度下,將一定量的粗鎳和CO加入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
 
(填代號).

若在相同溫度下,上述反應(yīng)改在體積為1L的恒容密閉容器中進(jìn)行,平衡常數(shù)一(填“增大”、“不變”或“減小”),反應(yīng)進(jìn)行3s后測得Ni(CO)4的物質(zhì)的量為0.6mol,則0-3s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CO)=
 
mol?L-1?S-1
③要提高上述反應(yīng)中CO的轉(zhuǎn)化率,同時增大反應(yīng)速率,可采取的措施為
 
(寫出一條措施即可).
(2)以NiS04溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗鎳(含F(xiàn)e、Zn、Cu、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉,下列說法正確的是
 
(填代號).(已知氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+
a.電解過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
b.粗鎳作陽極,發(fā)生還原反應(yīng)
c.利用陽極泥可回收Cu、Pt、Au等金屬
d.粗鎳精煉時通過的電量與陰極析出鎳的質(zhì)量成正比
(3)1業(yè)上用硫化鎳(NiS)作為電極材料冶煉鎳.電解時,硫化鎳中的硫元素以單質(zhì)形態(tài)沉積在某電極附近,鎳元素以Ni2+形態(tài)進(jìn)入電解液中,如圖所示:硫化鎳與電源的
 
(填“正極”或“負(fù)極”)相接.寫出陽極的電極反應(yīng)式
 

考點(diǎn):反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,電解原理
專題:基本概念與基本理論
分析:(1)①化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響,T升高K增大,T正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),反之正反應(yīng)為放熱反應(yīng),據(jù)此解答;
②反應(yīng)向正向進(jìn)行有CO氣體生成氣體Ni(CO)4密度增大;
反應(yīng)向正向進(jìn)行,CO濃度減小,速率減小,當(dāng)CO正反應(yīng)速率不變時說明反應(yīng)掉的CO速率等于生成CO的速率,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);
該反應(yīng)是放熱反應(yīng),一定量的粗鎳和CO加入一恒壓密閉容器中,開始時反應(yīng)正向進(jìn)行,焓變發(fā)生改變;
一定量的粗鎳和CO加入一恒壓密閉容器中,反應(yīng)正向進(jìn)行,CO轉(zhuǎn)化率升高,達(dá)到平衡時,消耗的CO等于生成的CO,故轉(zhuǎn)化率保持不變;
根據(jù)給出條件可求出用Ni(CO)4表示的3s內(nèi)反應(yīng)速率,然后依據(jù)反應(yīng)速率之比等于方程式計量系數(shù)之比求出v(CO);
③根據(jù)外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的影響;
(2)依據(jù)電解精煉銅原理分析,粗鎳做陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),精鎳做陰極發(fā)生還原反應(yīng)據(jù)此分析解答;
(3)從圖象可知NiS通電后發(fā)生氧化反應(yīng)生成S和Ni2+,電解池中發(fā)生氧化反應(yīng)為陽極,故NiS與電影的正極相連做陽極,硫離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫單質(zhì)和鎳離子,陽極電解反應(yīng)式為:NiS-2e-=Ni2++S;
解答: 解:(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=
[Ni(CO)4]
[CO]4
,當(dāng)溫度升高時,
c[Ni(CO)4]
c(CO)
減小,則K=
[Ni(CO)4]
[CO]4
減小,故反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以△H<0;
故答案為:<;
②a.反應(yīng)向正向進(jìn)行有CO氣體生成氣體Ni(CO)4密度增大,故a錯誤;
b.反應(yīng)向正向進(jìn)行,CO濃度減小,速率減小,當(dāng)CO正反應(yīng)速率不變時說明反應(yīng)掉的CO速率等于生成CO的速率,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故b正確;
c.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),一定量的粗鎳和CO加入一恒壓密閉容器中,開始時反應(yīng)正向進(jìn)行,焓變發(fā)生改變,故c錯誤;
d.一定量的粗鎳和CO加入一恒壓密閉容器中,反應(yīng)正向進(jìn)行,CO轉(zhuǎn)化率升高,達(dá)到平衡時,消耗的CO等于生成的CO,故轉(zhuǎn)化率保持不變,故d正確;
故選bd;
V(Ni(CO)4)=
△C
△t
=
0.6mol
1L
3s
=0.2mol?L-1?S-1,V(CO):V(Ni(CO)4)=4:1,所以V(CO)=0.8mol?L-1?S-1;
故答案為;2mol?L-1?S-1;
③增大壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率加快,化學(xué)平衡向氣體體積減小的方向移動,即正反應(yīng)方向,NO的轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率增大;
故答案為:增大壓強(qiáng);
(2)a.電解過程中,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,故A錯誤;
b.粗鎳作陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),故b錯誤;
c.Cu、Pt、Au金屬活動性比鎳弱,不放電,沉降在陽極區(qū)形成陽極泥,利用陽極泥可回收Cu、Pt、Au等金屬,故c正確;
d.根據(jù)陰極的電極反應(yīng)式Ni2++2e-=Ni 可知每通過2mol電子,析出1mol鎳,所以粗鎳精煉時通過的電量與陰極析出鎳的質(zhì)量成正比,故d正確;
故選cd.
(3)從圖象可知NiS通電后發(fā)生氧化反應(yīng)生成S和Ni2+,電解池中發(fā)生氧化反應(yīng)為陽極,故NiS與電影的正極相連做陽極,硫離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫單質(zhì)和鎳離子,陽極電解反應(yīng)式為:NiS-2e-=Ni2++S;
故答案為:正極;NiS-2e-=Ni2++S.
點(diǎn)評:本題考查了平衡常數(shù)的應(yīng)用,化學(xué)平衡的移動及影響因素,電解池的工作原理,題目綜合性非常強(qiáng),難度大,需要對所學(xué)知識能夠熟練運(yùn)用.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列事實與濃硫酸具有強(qiáng)氧化性有關(guān)的是( 。
①常溫時用鐵制容器運(yùn)輸濃硫酸
②硫酸工業(yè)生產(chǎn)中,用濃硫酸吸收SO3
③濃硫酸使蔗糖炭化變黑并有大量氣體產(chǎn)生
④濃硫酸用于生產(chǎn)磷肥
⑤濃硫酸不能用來干燥HBr.
A、①③④B、①②③
C、①③⑤D、②③④⑤

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

我國鎳氫電池居世界先進(jìn)水平,我軍潛艇將裝備國產(chǎn)大功率鎳氫動力電池.常見鎳氫電池的某極是儲氫合金LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合價均可視為零價),電池放電時發(fā)生的反應(yīng)通常表示為LaNi5H6+6NiO(OH)═LaNi5+6Ni(OH)2.下列說法正確的是( 。
A、放電時儲氫合金作正極
B、放電時負(fù)極反應(yīng)為:LaNi5H6-6e-═LaNi5+6H+
C、充電時陽極周圍c(OH-)減小
D、充電時儲氫合金作負(fù)極

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

已知:A為含金屬離子的淡黃色固體化合物,E、X為空氣中常見氣體,A、B、C、D含有相同的金屬離子,其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1(部分產(chǎn)物已略去).

請回答下列問題
(l)這種金屬離子的離子結(jié)構(gòu)示意圖為
 

(2)X的電子式
 

(3)B中所含化學(xué)鍵的類型是
 
;常溫常壓下,7.8g A與足量的水充分反應(yīng)放出熱量a kJ,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
 

(4)①C也可轉(zhuǎn)化為B,寫出該轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式
 
;
②B與D反應(yīng)的離子方程式為
 

(5)將一定量的氣體X通入2L B的溶液中,向所得溶液中邊逐滴加入稀鹽酸邊振蕩至過量,產(chǎn)生的氣體與鹽酸物質(zhì)的量的關(guān)系如圖2(忽略氣體的溶解和HCl的揮發(fā)).
請回答:a點(diǎn)溶液中所含溶質(zhì)的化學(xué)式為
 
,b點(diǎn)溶液中各離子濃度由大到小的關(guān)系是
 

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

某經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)將鈦冶煉廠與氯堿廠、甲醇廠組成了一個產(chǎn)業(yè)鏈(如圖所示),大大地提高了資源利用率,減少了環(huán)境污染.

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)寫出鈦鐵礦經(jīng)氯化得到四氯化鈦的化學(xué)方程式:
 

(2)由CO和H2合成甲醇是放熱的,方程式是:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
①已知該反應(yīng)在300℃時的化學(xué)平衡常數(shù)為0.27,該溫度下將2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容積為2L的密閉容器中,此時反應(yīng)將
 
(填“向正反應(yīng)方向進(jìn)行”、“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”或“處于平衡狀態(tài)”).
②下圖1表示合成甲醇反應(yīng)達(dá)到平衡后,每次只改變溫度、壓強(qiáng)、催化劑中的某一條件,反應(yīng)速率υ與時間t的關(guān)系.其中表示平衡混合物中的甲醇的含量最高的一段時間是
 
.圖1中t3時改變的條件可能是
 


(3)某同學(xué)設(shè)計了一個甲醇燃料電池,并用該電池電解200mL-定濃度NaCl與CuSO4混合溶液,其裝置如圖2:
①寫出甲中通入甲醇這一極的電極反應(yīng)式
 

②理論上乙中兩極所得氣體的體積隨時間變化的關(guān)系如丙圖所示(氣體體積已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積),寫出在t1后,石墨電極上的電極反應(yīng)式
 
,原混合溶液中NaCl的物質(zhì)的量濃度為
 
 mol/L.(假設(shè)溶液體積不變)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

化學(xué)是人類進(jìn)步的關(guān)鍵,化學(xué)為人類的生產(chǎn)、生活提供了物質(zhì)保證.
(1)電鍍時,用鍍層金屬作陽極的作用是
 

為了使鍍層厚度均勻、光滑致密、與鍍件的附著力強(qiáng),除控制溶液中離子濃度外,通常還可以采取的措施有
 

(2)鹵水中蘊(yùn)含著豐富的鎂資源,經(jīng)轉(zhuǎn)化后可獲得MgCl2粗產(chǎn)品.從鹵水中提取鎂的步驟為:
a.將海邊大量存在的貝殼煅燒成石灰,并將石灰制成石灰乳;
b.將石灰乳加入到海水沉淀池中經(jīng)過濾得到Mg(OH)2沉淀;
c.在Mg(OH)2沉淀中加入鹽酸得到MgCl2溶液,再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到MgCl2?6H2O;
d.將MgCl2?6H2O在一定條件下加熱得到無水MgCl2;
e.電解熔融的氯化鎂可得到Mg.
①步驟d中的“一定條件”指的是
 
,目的是
 
.上述提取鎂的流程中,為了降低成本.減少污染,可以采取很多措施,請寫出其中一點(diǎn)
 

②有同學(xué)認(rèn)為:步驟b后可加熱Mg(OH)2得到MgO,再電解熔融的MgO制金屬鎂,這樣可簡化實驗步驟,你同意該同學(xué)的想法嗎?為什么?
 

(3)鈾是核反應(yīng)最重要的燃料,已經(jīng)研制成功一種螫合型離子交換樹脂,它專門吸附海水中的U4+,而不吸附其他元素.其反應(yīng)原理為
 
(樹脂用HR代替),發(fā)生離子交換后的離子交換膜用酸處理還可再生并得到含鈾的溶液,其反應(yīng)原理為:
 

(4)阿司匹林()在潮濕空氣中可分解成水楊酸和醋酸而略帶酸臭味,故密封保存,用化學(xué)方程式表示阿司匹林必須貯藏于密閉、干燥處的原因:
 
,此反應(yīng)的類型屬于
 

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

)氮元素有著多變價態(tài)和種類繁多的化合物,它們在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中發(fā)揮著重要的作用.完成下列問題:
(1)在一密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表:
T298K398K498K
K4.1×106K1K2
①比較K1、K2的大小:K1
 
K2(填“>”、“=”或“<”).
②若保持容器的容積不變,則該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是
 
(填序號).
a.2v(H2=3v(NH3        b.v(N2=3v(H2
c.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變        d.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
③若維持容器的壓強(qiáng)不變,達(dá)到平衡狀態(tài)后再向容器中通入一定量的N2,此時逆反應(yīng)速率
 
(填“增大”、“減小”或“不變”);平衡向
 
方向移動.
④已知AgCl可溶于氨水中,而AgBr不溶于氨水中,則Ksp(AgCl)
 
 Ksp(AgBr) (填“>”“=”或“<”).
( 2 )肼是氮元素的另一種氫化物,分子式為N2H4
①298K時,1.00g N2H4(l)與足量的N2O4(l)完全反應(yīng)生成氮?dú)夂退,放?9.15kJ的熱量.寫該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
 

②肼也可以在純氧中燃燒生成氮?dú)夂退瑸榱顺浞掷闷淠芰坑腥嗽O(shè)計了原電池裝置,電極材料是多孔石墨電極,電解質(zhì)為能夠傳導(dǎo)H+的固體電解質(zhì),請寫出負(fù)極反應(yīng)式
 

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法正確的是( 。
A、常溫常壓下,18g H2O含有2NA個O-H鍵
B、1L 1mol/L Na2CO3溶液中含有NA個CO32-
C、1mol Al被完全氧化生成Al2O3,轉(zhuǎn)移6NA個電子
D、常溫下,22.4L的N2和O2混合氣體,含有2NA個原子

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案