【題目】“翠礬”(NiSO4·7H2O)在印染工業(yè)作媒染劑,生產酞菁艷藍絡合劑;氟鎳化鉀(K2NiF4)是結構化學研究的熱點物質。以鎳廢渣(主要成分為Ni,含少量Fe、Al、Fe3O4、Al2O3和不溶性雜質等)為原料合成“翠礬”和氟鎳化鉀的流程如下:
幾種金屬離子的氫氧化物沉淀pH如下:
請回答下列問題:
(1)翠礬、綠礬、明礬、藍礬等“礬類”都含有______元素(填元素符號)。pH=a的范圍為___________。
(2)“轉化”過程中一定體積和濃度的雙氧水,“轉化率”與溫度關系如圖1所示。溫度高于40℃,轉化率急速降低的原因可能是______?諝饪梢蕴娲p氧水,空氣的作用是______(用離子方程式表示)。
(3)NiSO4和NH4HCO3溶液生成NiCO3,其離子方程式為___________。
(4)灼燒NiCO3和NH4F以物質的量之比為1:1組成的混合物時,為避免污染環(huán)境,選擇下列裝置吸收尾氣,最宜選擇___________。(填選項)
(5)已知常溫下,Ksp(NiCO3)=1.42×10-7。分離NiCO3時濾液中c(Ni2+)≤1.0×10-5 mol·L-1時,c(CO)≥___________mol·L-1。
(6)準確稱取ω g翠礬晶體產品于錐形瓶中,加入足量的蒸餾水溶解配成250 mL溶液,取20.00 mL所配溶液于錐形瓶,用c mol·L-1的標準溶液EDTA(Na2H2Y)滴定至終點(發(fā)生Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+),三次實驗消耗標準液的體積分別為20.02 mL、19.98 mL、19.50 mL,則翠礬的純度為___________%(只列計算式,不考慮雜質反應)。
【答案】S、O、H 3.7≤a<7.1 溫度過高,雙氧水分解速率加快 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O Ni2++2HCO3-=NiCO3↓+CO2↑+H2O C 1.42×10-2
【解析】
先用NaOH溶液溶解鎳廢渣,除去可溶于NaOH的Al和Al2O3,過濾后的濾渣再用稀硫酸溶解,過濾除去不溶于酸的不溶性雜質固體,濾液中含有Fe2+、Ni2+和Fe3+,加入雙氧水將溶液中的Fe2+完全氧化為Fe3+,再加入NiO調節(jié)溶液pH,使Fe3+完全沉淀為Fe(OH)3,過濾后所得NiSO4溶液,調節(jié)pH=2后,蒸發(fā)濃縮并冷卻結晶、過濾、洗滌后得到NiSO4·7H2O;或在NiSO4溶液中加入NH4HCO3,獲得NiCO3沉淀,并灼燒NiCO3和NH4F以物質的量之比為1:1組成的混合物獲得NiF3,最后與KF一起加熱熔融即可得到K2NiF4。
(1)綠礬成分為FeSO4·7H2O,藍礬成分為CuSO4·5H2O,明礬成分是KAl(SO4)2·12H2O等,都含硫、氧、氫元素。觀察表格數(shù)據(jù)和流程圖,調節(jié)溶液pH的目的是除去Fe3+,使Fe3+完全沉淀,不使Ni2+沉淀,即3.7≤a<7.1;
(2)雙氧水既能氧化Fe2+,同時雙氧水也可能會分解,當溫度低于40℃時氧化Fe2+為主,高于40℃時自身分解為主,導致氧化Fe2+的雙氧水濃度降低,反應減慢,Fe2+轉化率降低;空氣中O2在酸性條件下氧化Fe2+生成Fe3+,發(fā)生反應的離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;
(3)HCO3-在水中存在電離和水解,NiCO3溶解度小,促進HCO3-電離為主,生成的氫離子與HCO3-反應生成CO2和H2O,反應過程為Ni2++2HCO3-=NiCO3↓+CO2↑+H2O;
(4)碳酸鎳和氟化銨共熱生成NiF2和NH3、CO2、H2O,尾氣中NH3污染環(huán)境,而吸收氨氣又要防倒吸,氨氣的水溶液顯堿性,堿石灰可以干燥氨氣,不能吸收氨氣,則應選擇硫酸溶液吸收氨氣,而不選擇NaOH溶液吸收,故選擇C裝置吸收;
(5)根據(jù)溶度積計算,c(CO32-)==mol/L=1.42×10-2mol/L;
(6)NiSO4·7H2O的摩爾質量為281g/mol,舍去誤差明顯偏大的數(shù)據(jù)19.50mL,消耗EDTA溶液平均體積為20.00mL,產品的純度為=%。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】新型鋰電池正極材料錳酸鋰(LiMn2O4)有望取代廣泛使用的LiCoO2。工業(yè)上用某軟錳礦(主要成分為MnO2,還含有少量鐵、鋁及硅等氧化物)為原料制備錳酸鋰的流程如圖:
已知: lg2=0.3,=8,25℃有關物質的溶度積常數(shù):
物質 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
Ksp | 8.0×10-16 | 4.0×l0-38 | 5.12×10-33 | 4.0×l0-14 |
(1)已知鋰電池放電時正極的電極反應式為:LiMn2O4+e-+Li+ ===Li2Mn2O4,則錳酸鋰中錳元素的化合價為____。
(2)“浸取”得到的浸取液中陽離子主要是Mn2+,生成Mn2+的離子方程式為_____,檢驗還含有Fe2+的方法是______。
(3)“精制”中加入H2O2的量比理論值大的多,其主要原因是______,若所得溶液中錳離子的濃度為1 mol·L-1,則加入氧化錳調節(jié)pH的范圍為____(當溶液中離子濃度小于10-5 mol·L-1時可以認為沉淀完全)。
(4)“沉錳”得到的是Mn(OH)2和Mn2(OH)2SO4濾餅,二者均可被氧化為Mn3O4,若控溫氧化時溶液的pH隨時間的變化如下圖,則15~150 min內濾餅中一定參加反應的成分是______;判斷的理由是____(用化學方程式表示)。
(5)寫出高溫煅燒生成錳酸鋰的化學方程式_______。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】丙烷的分子結構可簡寫成鍵線式結構∧,有機物A的鍵線式結構為,有機物B與等物質的量的H2發(fā)生加成反應可得到有機物A。下列有關說法錯誤的是( )
A.有機物A的一氯代物只有4種
B.用系統(tǒng)命名法命名有機物A,名稱為2,2,3-三甲基戊烷
C.有機物A的分子式為C8H18
D.B的結構可能有3種,其中一種的名稱為3,4,4-三甲基-2-戊烯
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】如圖所示每一方框表示一種反應物或生成物,其中A、C、D、E、F在通常情況下均為氣體,且加熱X生成的A與C的物質的量之比為1∶1,B為常見液體。
試回答下列問題:
(1)X是________(填化學式,下同),F是__________。
(2)A―→D反應的化學方程式為_______。
(3)G與Cu的反應中,G表現(xiàn)的性質為______。
(4)X與過量NaOH溶液反應生成C的離子方程式為_____________。
(5)以C、B、D為原料可生產G,若使amol C完全轉化為G,理論上至少需要D___ mol。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】藍礬(CuSO4·5H2O)常作殺菌劑。某小組設計如圖1裝置制備藍礬,實驗原理: Cu+CuCl2=2CuCl,4CuCl+O2+2H2O=2[Cu(OH)2·CuCl2],[Cu(OH)2·CuCl2]+H2SO4=CuSO4+CuCl2+2H2O。
操作步驟:向三頸瓶加入3.2 g Cu粉和適量稀硫酸及30 mL 1 mol·L-1 CuCl2溶液,利用二連球向三頸瓶中鼓入空氣,銅溶解。當三頸燒瓶中呈乳狀渾濁液時,滴加濃硫酸,得到藍礬(不考慮氯化銅轉化成硫酸銅)。下列說法正確的是
A.盛裝CuCl2溶液的儀器是長頸漏斗B.在實驗過程中,濃硫酸作氧化劑
C.采用重結晶法提純CuSO4·5H2OD.理論上可以制備20 g CuSO4·5H2O
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】山萘酚(Kaempf erol)結構如下圖所示,且大量存在于水果、蔬菜、豆類、茶葉中,具有多種生物學作用,如抗氧化、抑制腫瘤生長及保護肝細胞等作用。下列有關山萘酚的敘述正確的是 ( )
A. 結構式中含有羥基、醚鍵、酯基、碳碳雙鍵
B. 可發(fā)生取代反應、水解反應、加成反應
C. 可與NaOH反應,不能與NaHCO3反應
D. 1 mol山萘酚與溴水反應最多可消耗4 mol Br2
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】H是合成某藥物的中間體,一種合成H的路線如下(部分條件和產物省略):
已知:①RCHO
②A能發(fā)生銀鏡反應,遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反應。
請回答下列問題:
(1)A所含官能團的名稱是___________。1個H分子含___________個手性碳原子。
(2)D→E的反應條件和試劑為___________。G→H的反應類型是___________。
(3)設計A→B、E→F步驟的目的是__________。
(4)寫出B→C的化學方程式:______。
(5)在B的同分異構體中,能發(fā)生水解反應的結構有___________種(不考慮立體異構)。其中,在核磁共振氫譜上有4組峰且峰的面積比為1:2:2:3的結構簡式可能為____________。
(6)參照上述流程,以乙醇為有機物原料合成2-丁醇(其他試劑自選),設計合成路線:________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某學習小組用下列裝置完成了探究濃硫酸和 SO2性質的實驗(部分夾持裝置已省略),下列“ 現(xiàn)象預測” 與“ 解釋或結論” 均正確的是
選項 | 儀器 | 現(xiàn)象預測 | 解釋或結論 |
A | 試管1 | 有氣泡、酸霧,溶液中有白色固體出現(xiàn) | 酸霧是SO2所形成,白色固體是硫酸銅晶體 |
B | 試管2 | 紫紅色溶液由深變淺,直至褪色 | SO2具有還原性 |
C | 試管3 | 注入稀硫酸后,沒有現(xiàn)象 | 由于Ksp(ZnS)太小,SO2與ZnS在注入稀硫酸后仍不反應 |
D | 錐形瓶 | 溶液紅色變淺 | NaOH溶液完全轉化為NaHSO3溶液,NaHSO3溶液堿性小于NaOH |
A.AB.BC.CD.D
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