【題目】目前全世界的鎳(Ni)消費(fèi)量僅次于銅、鋁、鉛、鋅,居有色金屬第五位。鎳常用于各種高光澤裝飾漆和塑料生產(chǎn),也常用作催化劑?梢哉f鎳行業(yè)發(fā)展蘊(yùn)藏著巨大的潛力。
Ⅰ制備草酸鎳
工業(yè)上可利用含鎳合金廢料(除鎳外,還含有Fe、Cu、Ca、Mg、C等雜質(zhì))制取草酸鎳(NiC2O4)。
根據(jù)下列工藝流程圖回答問題:
【資料卡片1】
(1)過氧化氫(H2O2)俗稱雙氧水,是一種液體,受熱易分解,可用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣;過氧化氫具有強(qiáng)氧化性,所以常作為氧化劑、漂白劑和消毒劑。
(2)氧化反應(yīng)可以從元素化合價(jià)升降的角度進(jìn)行分析:物質(zhì)所含元素化合價(jià)升高的反應(yīng)就是氧化反應(yīng)。
(3)金屬鎳的化學(xué)性質(zhì)類似于鐵,與鹽酸反應(yīng)能生成氯化鎳(NiCl2)。
(1)“酸溶”之后的濾渣中含有的金屬是_______________。
(2)寫出酸溶過程中Ni與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________。
(3)加H2O2時(shí),溫度不能太高,其原因是_______________________。若H2O2在“酸溶”步驟即與鹽酸同時(shí)加入,則與原方案相比濾液中會(huì)增加的金屬離子是Cu2+和_______(寫離子符號(hào))。
(4)已知Na2C2O4溶液加入NiCl2溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。
Ⅱ制備鎳粉
工業(yè)用電解鎳液(主要含NiSO4)制備堿式碳酸鎳晶體xNiCO3yNi(OH)2zH2O,并利用其制備鎳粉,過程如下:
(5)反應(yīng)器1中的一個(gè)重要反應(yīng)為3NiSO4+3Na2CO3+2H2O NiCO32Ni(OH)2+3Na2SO4+2X,X的化學(xué)式為_________。
(6)反應(yīng)器1的出料口獲得的固體洗滌時(shí),需用純水洗滌,可以用來檢驗(yàn)固體已洗滌干凈的試劑是____________。
(7)反應(yīng)器2中產(chǎn)生的氣體Y是空氣中含量最多的氣體,該氣體是_________(填名稱)。
Ⅲ 測(cè)定堿式碳酸鎳晶體的組成
為測(cè)定堿式碳酸鎳晶體【xNiCO3yNi(OH)2zH2O】組成,某小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案及裝置:
【資料卡片2】
(1)堿式碳酸鎳晶體受熱會(huì)完全分解生成NiO、CO2及H2O
(2)在溫度控制不當(dāng)導(dǎo)致溫度過高時(shí),NiO會(huì)被氧化成Ni2O3
(3)堿石灰是NaOH及CaO的混合物,可以吸收CO2和H2O
【實(shí)驗(yàn)步驟】
①檢查裝置氣密性;②準(zhǔn)確稱取3.77g堿式碳酸鎳晶體【xNiCO3yNi(OH)2zH2O】放在B裝置中,連接儀器;③打開彈簧夾a,鼓入一段時(shí)間空氣,分別稱量裝置C、D、E的質(zhì)量;④關(guān)閉彈簧夾a,加熱裝置B至裝置C中導(dǎo)管末端無氣泡冒出;⑤打開彈簧夾a,緩緩鼓入一段時(shí)間空氣;⑥分別準(zhǔn)確稱量裝置C、D、E的質(zhì)量;⑦根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算(相關(guān)數(shù)據(jù)如下表)。
裝置C/g | 裝置D/g | 裝置E/g | |
加熱前 | 200.00 | 180.00 | 180.00 |
加熱后 | 201.08 | 180.44 | 180.00 |
【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】
(9)計(jì)算3.77g堿式碳酸鎳晶體【xNiCO3yNi(OH)2zH2O】中鎳元素的質(zhì)量_________(寫出計(jì)算過程,計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。
【實(shí)驗(yàn)反思】
(10)另一小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,稱得裝置B中殘留固體質(zhì)量明顯偏大,老師帶領(lǐng)全組同學(xué)經(jīng)過仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn),這是由于該組同學(xué)加熱時(shí)在酒精燈上加了鐵絲網(wǎng)罩,溫度過高所導(dǎo)致。請(qǐng)問該組同學(xué)稱得的殘留固體中鎳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能是__________。
A.70.08% B.75.88% C.78.67% D.79.58%
【答案】 銅(Cu) Ni+2HCl=NiCl2+H2↑ 防止過氧化氫受熱分解 Fe3+ Na2C2O4+ NiCl2=NiC2O4+ 2NaCl CO2 BaCl2(合理即可) 氮?dú)?/span> 將裝置內(nèi)水蒸氣和二氧化碳完全排除,被裝置C、D充分吸收 3.77g-1.08g-0.44g=2.25g 2.25g××100%=1.77g B
【解析】(1)鎳合金廢料中還含有Fe、Cu、Ca、Mg、C等雜質(zhì),“酸溶”之后可得氯化鎳,所以濾渣中含有的金屬是不與鹽酸反應(yīng)的銅;
(2)鎳和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎳和氫氣,化學(xué)方程式為:Ni+2HCl=NiCl2+H2↑;
(3)由資料可知,過氧化氫(H2O2)俗稱雙氧水,是一種液體,受熱易分解,所以加H2O2時(shí),溫度不能太高,防止過氧化氫受熱分解;過氧化氫具有強(qiáng)氧化性,若H2O2在“酸溶”步驟即與鹽酸同時(shí)加入,則將銅氧化同時(shí)生成Cu2+,將鐵氧化生成Fe3+;
(4)Na2C2O4溶液加入NiCl2溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),交換成分生成NaCl和NiC2O4,化學(xué)方程式為:Na2C2O4+ NiCl2=NiC2O4+ 2NaCl;
(5)反應(yīng)器中的一個(gè)重要反應(yīng)為3NiSO4+3Na2CO3+2H2O=NiCO32Ni(OH)2+3Na2SO4+2X,反應(yīng)前Ni原子共3個(gè)、S原子共3個(gè)、O原子共23個(gè)、Na原子6個(gè)、C原子3個(gè)、H原子4個(gè),反應(yīng)后現(xiàn)有:Ni原子3個(gè)、S原子共3個(gè)、O原子共19個(gè)、Na原子6個(gè)、C原子1個(gè)、H原子4個(gè),少O原子4個(gè),C原子2個(gè),而這些微粒包含在2個(gè)X分子中,所以X的化學(xué)式為 CO2;
(6)固體洗滌時(shí),需用純水洗滌,洗滌只要是除去表面附著的硫酸鈉的,所以檢驗(yàn)是否洗滌干凈就是檢驗(yàn)是否留硫酸根離子的殘留,用含鋇離子的可溶性溶液即可,可以是鋇鹽也可以是鋇堿;
(7)氣體Y是空氣中含量最多的氣體,空氣中氮?dú)庹俭w積的大約五分之四,所以是氮?dú)猓?/span>
(8)反應(yīng)后鼓入空氣的目的是為了將裝置B中的CO2和水蒸氣完全排出,被裝置C、D充分吸收,使計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確;
(9)堿式碳酸鎳晶體受熱會(huì)完全分解生成NiO、CO2及H2O,由題意可知,裝置C 增加的質(zhì)量為B中生成水的質(zhì)量,即201.08g-200.00g=1.08g,裝置D增加的質(zhì)量為B中生成二氧化碳的質(zhì)量,即180.44g-180.00g=0.44g ,所以反應(yīng)后生成氧化鎳的質(zhì)量為3.77g-1.08g-0.44g=2.25g ,由質(zhì)量守恒定律可知,故堿式碳酸鎳晶體中鎳元素的質(zhì)量2.25g××100%=1.77g;
(10)在溫度控制不當(dāng)導(dǎo)致溫度過高時(shí),NiO會(huì)被氧化成Ni2O3,所以當(dāng)產(chǎn)物為全部為NiO時(shí),殘留固體中鎳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ×100%≈78.67%,所以當(dāng)產(chǎn)物為全部為Ni2O3時(shí),殘留固體中鎳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ×100%≈71.08%,所以殘留固體中鎳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在71.08%~78.67%之間。故填B。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氮?dú)?/span>(NH3)在常溫下是一種無色有刺激性氣味的氣體,能灼傷皮膚、眼睛、呼吸器官的粘膜,人體吸入過多氨氣,能引起肺腫脹,甚至死亡,其密度比空氣小,且極易溶于水,溶于水時(shí),氨氣與水發(fā)生作用,形成氨水.實(shí)驗(yàn)室常通過加熱氯化銨(NH4Cl)和熟石灰[Ca(OH)2]的固體混合物來制取氨氣.
(1)實(shí)驗(yàn)室常用如圖所示的裝置制取氨氣,選擇該裝置作為發(fā)生裝置是因?yàn)?/span>_____.該發(fā)生裝置還可以用于制取____氣體,制取該氣體的化學(xué)方程式為____.
(2)如圖收集氣體時(shí)需要在試管口放一團(tuán)棉花,你覺得棉花的作用不可能的是____.
A.防止氨氣逸出 B.防止氨氣污染空氣 C.防止固體反應(yīng)物進(jìn)入試管
(3)氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)除了生成氨氣,還能生成氯化鈣和一種生活中常見的液體,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____.
(4)向氨水中滴加無色酚酞,會(huì)發(fā)現(xiàn)無色酚酞變成______色.
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)“潔廁靈”、“漂白精”是家庭常用的兩種清潔劑。“潔廁靈”的有效成分是鹽酸,可清除污垢,但不能用于清潔大理石制品,理由是(寫化學(xué)方程式)______________;
(2)波爾多液是一種農(nóng)業(yè)上的殺菌劑,它由石灰乳與硫酸銅等配制而成。請(qǐng)用化學(xué)方程式解釋不能用鐵制容器來配制波爾多液的原因是______________;
(3)我國與俄羅斯達(dá)成400億美元的天然氣購銷協(xié)議.天然氣的主要成分是_____,在空氣中充分燃燒的化學(xué)方程式為______________.
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】硫酸鈣轉(zhuǎn)化為K2SO4和CaCl2.6H2O的工藝流程如下圖:
⑴吸收過程中發(fā)生了化合反應(yīng),化學(xué)方程式為__________________ 。
⑵操作Ⅰ的名稱為__________,請(qǐng)完成復(fù)分解反應(yīng)I的反應(yīng)化學(xué)方程式:CaSO4 + 2NH4HCO3==== (NH4)2SO4 +________↓+H2O + CO2↑
⑶蒸氨過程中涉及的反應(yīng)類型___________(填編號(hào))
A 復(fù)分解反應(yīng) B 化合反應(yīng) C 分解反應(yīng) D 置換反應(yīng)
⑷ 操作Ⅲ包含一系列操作:蒸發(fā)濃縮、_______________、過濾、洗滌、干燥。
⑸可循環(huán)利用的物質(zhì)除NH3外,還有______________(填化學(xué)式)。
⑹若原料CaSO4的質(zhì)量為68g,理論上可得到產(chǎn)品K2SO4的質(zhì)量為_____g。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為探究鋅、銅、鐵三種金屬的活動(dòng)性順序,小青設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)。待試管中的反應(yīng)完全停止后,她將試管①、試管②內(nèi)的物質(zhì)全部倒入燒杯乙中,充分反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)燒杯中的紅色固體物質(zhì)明顯增多。下列說法正確的是:
A. 反應(yīng)后燒杯中的固體一定含有鐵
B. 試管②中反應(yīng)后固體一定含銅,可能含鐵
C. 反應(yīng)后燒杯中的溶液一定不含有氯化銅
D. 燒杯中最后所得固體的質(zhì)量一定大于2a克
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】通過對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí),相信你已經(jīng)初步掌握了實(shí)驗(yàn)室制取氣體的有關(guān)知識(shí).請(qǐng)結(jié)合圖示回答:
(1)寫出圖中標(biāo)示的儀器名稱:①___;②___
(2)甲KMnO4制取O2,應(yīng)選用的發(fā)生裝置為___(填字母序號(hào),下同),收集裝置可選用___(寫一種即可);取用KMnO4為___色;寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式___.
(3)若用G裝置收集氧氣,檢驗(yàn)氧氣是否集滿的方法是_____________________
(4)若乙同學(xué)用雙氧水和二氧化錳來制取氧氣,實(shí)驗(yàn)前為了控制反應(yīng)速率,可選用___代替發(fā)生裝置中某一儀器達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)結(jié)束后,乙同學(xué)想回收二氧化錳,可用___ (填實(shí)驗(yàn)操作名稱)的方法分離出二氧化錳。該操作過程中需要用到的玻璃儀器主要有玻璃棒、燒杯和___,其中玻璃棒的作用是___.
(5)若收集氣體丙時(shí)只能用裝置G,則可推知?dú)怏w丙的性質(zhì)可能有___.
(6)化學(xué)反應(yīng)速率是衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量,為了探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,以過氧化氫分解為研究對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
三個(gè)小組均可采用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄收集10mL氧氣的時(shí)間,實(shí)驗(yàn)室可供選擇的試劑有:2.5%、5%、10%三種濃度的H2O2溶液、MnO2、CuO、紅磚粉末。
A組:探究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
取5mL10%H2O2溶液,三次實(shí)驗(yàn)分別加入0.5gMnO2、紅磚粉末、CuO進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄數(shù)據(jù)如下:
試劑 | MnO2 | 紅磚粉末 | CuO |
t/s | 10 | 60 | 20 |
由此可出結(jié)論:MnO2、CuO對(duì)H2O2分解有催化作用,紅磚粉末無催化作用,某同學(xué)對(duì)該結(jié)論提出疑問。
補(bǔ)充對(duì)比實(shí)驗(yàn),操作為___.
結(jié)果:長時(shí)間(大于100s),收集到很少量氣體。
更正結(jié)論:紅磚粉末___(選填“有”、“無”)催化作用,三者中___催化效率最高。
B組:探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
甲同學(xué):取10mL5%H2O2溶液,加入0.5gMnO2為催化劑,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄時(shí)間t1.
乙同學(xué):取10mL2.5%H2O2溶液,加入0.5gMnO2為催化劑,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄時(shí)間t2.
實(shí)驗(yàn)結(jié)果___.
結(jié)論:濃度越大,反應(yīng)速率越快。
丙同學(xué):對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提出疑問,并補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)___.
記錄時(shí)間t3,且t1
更正結(jié)論為:當(dāng)___時(shí),反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越快。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)。請(qǐng)根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)要求回答相關(guān)問題:
(1)【活動(dòng)與探究一】用對(duì)比實(shí)驗(yàn)方法探究二氧化碳的性質(zhì)。
實(shí)驗(yàn)一 | 實(shí)驗(yàn)二 |
①實(shí)驗(yàn)一中振蕩3個(gè)礦泉水塑料瓶,觀察到塑料瓶變癟的程度由大到小順序?yàn)?/span>___________,B瓶內(nèi)變渾濁的化學(xué)方程式為________________________。
②實(shí)驗(yàn)二觀察到C裝置中發(fā)生的現(xiàn)象是____________、 ________ , 結(jié)論是________________ (用化學(xué)方程式表示)。
(2)【活動(dòng)與探究二】定量測(cè)定空氣中氧氣的含量。
實(shí)驗(yàn)三 | |
①實(shí)驗(yàn)三中,反應(yīng)的原理為__________________ (用化學(xué)方程式表示);
②裝置一比裝置二更合理,理由是__________。
根據(jù)下表提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),完成下表:
硬質(zhì)玻璃管中空氣體積 | 反應(yīng)前注射器中空氣體積 | 反應(yīng)后注射器中氣體體積 | 實(shí)驗(yàn)測(cè)得空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù) |
30mL | 20mL | 10mL | ③_________ |
④定量實(shí)驗(yàn)操作中易產(chǎn)生誤差,如果反應(yīng)前氣球中存在氣體(其量小于注射器內(nèi)的空氣),而實(shí)驗(yàn)后冷卻至室溫,將氣球內(nèi)的氣體全部擠出讀數(shù),導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測(cè)得結(jié)果________ (填“偏小”、“偏大”或“無影響”)。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖各組轉(zhuǎn)化中,一定條件下均能一步實(shí)現(xiàn)的組合是
A. ①③ B. ①② C. ②③ D. ①②③
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】電解水實(shí)驗(yàn)的說法錯(cuò)誤的是
A. 水電解成H2和O2的分子數(shù)比為2:1,根據(jù)原子守恒推出水分子中H、O原子數(shù)比為2:1
B. 反應(yīng)一段時(shí)間后,a、b玻璃管中產(chǎn)生的氣體質(zhì)量比約為8:1
C. 負(fù)極產(chǎn)生的氣體使帶火星木條復(fù)燃,正極產(chǎn)生的氣體能被點(diǎn)燃
D. 由電解水實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論:水是由氫、氧兩種元素組成的
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