【題目】草酸鎳晶體(NiC2O4·2H2O)可用于制鎳催化劑,硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O)主要用于電鍍工業(yè)。某小組用廢鎳催化劑(成分為Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等)制備草酸鎳晶體的部分實驗流程如下:
已知:①相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol·L-1計算)。
金屬離子 | 開始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Ni2+ | 6.7 | 9.5 |
②Ksp(CaF2)=1.46×10-10,Ksp(CaC2O4)=2.34×10-9。
(1)“粉碎”的目的是____________。
(2)保持其他條件相同,在不同溫度下對廢鎳催化劑進(jìn)行“酸浸”,鎳浸出率隨時間變化如右圖。“酸浸”的適宜溫度與時間分別為_________(填字母)。
a.30℃、30min
b.90℃、150min
c.70℃、120min
d.90℃、120min
(3)證明“沉鎳”工序中Ni2+已經(jīng)沉淀完全的實驗步驟及現(xiàn)象是___________。
(4)將“沉鎳”工序得到的混合物過濾,所得固體用乙醇洗滌、110 ℃下烘干,得草酸鎳晶體。
①用乙醇洗滌的目的是_________________。
②烘干溫度不超過110℃的原因是_________________。
(5)由流程中的“浸出液”制備硫酸鎳晶體的相關(guān)實驗步驟如下:
第1步:取“浸出液”,___,充分反應(yīng)后過濾,以除去鐵、鋁元素;
第2步:向所得濾液中加入適量NH4F溶液,充分反應(yīng)后過濾,得“溶液X”;
第3步:___,充分反應(yīng)后過濾;
第4步:濾渣用稍過量硫酸充分溶解后,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,得硫酸鎳晶體。
①請補(bǔ)充完整相關(guān)實驗步驟(可選試劑:H2SO4溶液、NaOH溶液、HNO3溶液、H2O2溶液)。
②第2步中加入適量NH4F溶液的作用是____。
【答案】增大接觸面積,加快反應(yīng)速率;提高鎳的浸出率 C 靜置,在上層清液中繼續(xù)滴加(NH4)2C2O4溶液,若不再產(chǎn)生沉淀,則“沉鎳”工序已經(jīng)完成 洗去(NH4)2SO4雜質(zhì)、便于烘干 防止溫度過高,草酸鎳晶體失去結(jié)晶水或分解 (加適量H2SO4溶液,)加足量H2O2溶液,充分反應(yīng)后用NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液5.0≤pH<6.7 用NaOH溶液調(diào)節(jié)“溶液X”的pH≥9.5 除去雜質(zhì)Ca2+或CaSO4
【解析】
(1)粉碎的目的從速率和限度兩個方面回答;
(2)由圖中數(shù)據(jù)可知,從節(jié)約能源的角度分析,選擇70℃,120min;
(3)繼續(xù)加沉淀劑,若不再有沉淀生成,則說明已經(jīng)沉淀完全;
(4)①從為什么要洗和為什么用乙醇洗兩個方面考慮;
②溫度過高,考慮揮發(fā)、分解、水解、氧化等影響;
(5)實驗步驟第1步,利用Fe(OH)3和Al(OH)3的Ksp小的特點,先氧化Fe2+為Fe3+,然后調(diào)節(jié)溶液的PH,將鐵、鋁元素除去;第2步要除去Ca2+,利用NH4F溶液和Ca2+反應(yīng)生成CaF2沉淀,充分反應(yīng)后過濾,得“溶液X”;第3步使Ni2+成為Ni(OH)2沉淀,充分反應(yīng)后過濾;第4步再把Ni(OH)2轉(zhuǎn)化為NiSO4,將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,得硫酸鎳晶體。
(1)粉碎的目的是增大接觸面積,使反應(yīng)速率加快,同時提高鎳的浸出率;
(2)由圖中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)溫度在70-90℃時,時間在120-150min時鎳的浸出率最高,從節(jié)約能源的角度分析,應(yīng)該選擇70℃,120min,故選擇c;
(3)要證明沉鎳工序中Ni2+已經(jīng)沉淀完全,只需將溶液靜置,取上層清液,在上層清液中,滴加草酸銨溶液,觀察有無沉淀生成,若無沉淀,說明已經(jīng)沉淀完全;
(4)①用乙醇清洗的目的是洗去固體表面的(NH4)2SO4雜質(zhì),同時由于乙醇易揮發(fā),便于烘干固體;
②烘干溫度不超過110℃的原因是防止溫度過高而使草酸鎳晶體失水或者分解;
(5)由流程中的“浸出液”制備硫酸鎳晶體的相關(guān)實驗步驟如下:
第1步:取“浸出液”,加入適量硫酸和過量的雙氧水,使二價鐵完全轉(zhuǎn)化為三價鐵,再用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH,使Al3+和Fe3+完全沉淀,充分反應(yīng)后過濾,以除去鐵、鋁元素; 第2步:由于CaF2的Ksp較小,所以向所得濾液中加入適量NH4F溶液,和溶液中的F-生成CaF2沉淀以除去Ca2+,充分反應(yīng)后過濾,得“溶液X”;第3步: 用NaOH溶液調(diào)節(jié)“溶液X”的pH,充分反應(yīng)后過濾; 第4步:濾渣用稍過量硫酸充分溶解后,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,得硫酸鎳晶體。其中第2步加入適量NH4F溶液的作用是除去Ca2+或者硫酸鈣。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鈣能調(diào)節(jié)人體各系統(tǒng)生理功能,利用如圖裝置測定碳酸鈣型補(bǔ)鈣劑中鈣的含量。已知氨基磺酸(H2NSO3H)俗稱固體硫酸,在水溶液中為一元酸,廣泛應(yīng)用于鍋爐水垢的清洗。
(1)儀器a的名稱為____________________。
(2)A裝置內(nèi)X是___________________溶液(填化學(xué)式),B 裝置內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。
(3)組裝好儀器后,檢查裝置的氣密性,接下來進(jìn)行的操作是:打開K1、K2,關(guān)閉K3,通空氣一段時間,關(guān)閉K1、K2,打開K3,打開儀器a活塞,滴入氨基磺酸溶液,待B裝置中無氣泡產(chǎn)生,關(guān)閉儀器a活塞。再次打開K1通空氣一段時間,第二次通入空氣目的是___________________________。干燥管Ⅱ的作用_________________________。
(4)取某補(bǔ)鈣劑樣品m克進(jìn)行測定,測得干燥管Ⅰ在實驗前后重量分別為m1克和m2克,則樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)的離子方程式正確的是
A.氨氣通入醋酸溶液中 CH3COOH+NH3=CH3COONH4
B.澄清的石灰水跟鹽酸反應(yīng) H++OH-=H2O
C.碳酸鋇溶于醋酸 BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑
D.金屬鈉跟水反應(yīng) 2Na+H2O=2Na++2OH-+H2↑
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法錯誤的是
A.葡萄糖和果糖的混合物中羥基數(shù)目為
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,一氟甲烷中H原子數(shù)目為
C.溶液中離子總數(shù)大于
D.在稀硫酸作用下水解生成乙醇分子數(shù)目為
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知反應(yīng)2A(g)+2B(g)C(g)+2D(g),在容器均為2L的甲,乙,丙三個恒溫(反應(yīng)溫度分別為300℃,T℃,300℃)容器中分別加入物質(zhì)的量之比為1:1的A和B,測得各容器中n(B)隨反應(yīng)時間t的變化情況如下表所示:
0 | 40 | 80 | 120 | 160 | |
甲 | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
乙 | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
丙 | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.53 | 0.45 |
根據(jù)表中數(shù)據(jù),下列說法正確的是
A.乙容器中的反應(yīng)溫度T<300
B.丙容器中,0-40min內(nèi)用A的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為為0.05mol/(L·min)
C.若起始時向甲容器中加入0.2、0.2、0.4和1.2,則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進(jìn)行
D.在0-40min內(nèi),提高乙容器中的A的轉(zhuǎn)化率的有效途徑是使用高效催化劑
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【題目】25℃時,向物質(zhì)的量濃度相等的NaCl和Na2CrO4溶液中分別滴加AgNO3溶液(Ag2CrO4為磚紅色),平衡時溶液中相關(guān)離子濃度的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.Ksp(AgCl)的數(shù)量級為10-12
B.L1為Na2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液時離子濃度關(guān)系曲線
C.用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液測定溶液中Cl-含量時可用Na2CrO4作指示劑
D.L1和L2交點處對應(yīng)的兩種溶液中c(Ag+)=c(Cl-)=c(CrO42-)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知:ZnS呈白色,CuS呈黑色;常溫下,Ksp(ZnS)=3.0×10-25,Ksp(CuS)=1.0×10-36;pM=-lgc(M2+)。常溫下,向10.0mL0.20molL-1ZnCl2溶液中逐滴滴加0.10molL-1Na2S溶液,溶液中pM與加入Na2S溶液的體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是( )
A.V0=20.0mL,m=12.5-lg3
B.相同實驗條件下,若用10.0mL0.20molL-1CuCl2溶液代替上述ZnCl2溶液,則反應(yīng)終點b向d方向移動
C.若c(ZnCl2)=0.10molL-1,則反應(yīng)終點可能為e點
D.向b點濁液中加入0.002molCuCl2固體,白色沉淀變黑色
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知Cr(OH)3是類似Al(OH)3的兩性氫氧化物,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31。如圖為Cr和Al兩種元素在水溶液中存在的形式與pH的關(guān)系,圖中縱軸表示lgc(M3+)或lgc[M(OH)4-](其中M=Al或Cr)。下列說法錯誤的是( )
A.曲線N表示Al3+的濃度變化
B.在Al(OH)3和Cr(OH)3混合懸濁液中滴加NaOH溶液,Al(OH)3先溶解
C.在Al(OH)3和Cr(OH)3共沉淀的體系中≈4.8×102
D.若溶液中Al3+和Cr3+起始濃度均為0.1molL-1,通過調(diào)節(jié)pH能實現(xiàn)兩種元素的分離
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】由Al、CuO、Fe2O3組成的混合物共10.0g,放入500mL某濃度的鹽酸中,混合物完全溶解,當(dāng)再加入250mL 2.00mol/L的NaOH溶液時,得到沉淀最多。上述鹽酸的濃度為( )
A. 1.00 mol/LB. 0.500 mol/L
C. 2.00 mol/LD. 3.00 mol/L
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