【題目】七水合硫酸鎳為水綠色斜方棱形晶體,有甜味,俗稱“翠礬”。某學(xué)習(xí)小組用含鎳催化劑廢渣(主要成分是鎳單質(zhì),含少量鐵、鋁單質(zhì)及其氧化物,以及少量難溶性雜質(zhì)),制備七水合硫酸鎳晶體,流程圖如下:
幾種難溶堿開始沉淀和完全沉淀的 pH:
沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
開始沉淀 | 3.8 | 2.7 | 7.6 | 7.1 |
完全沉淀 | 5.2 | 3.2 | 9.7 | 9.2 |
回答下列問題:
(1)“堿浸”操作發(fā)生的離子方程式為____________。
(2)①“固體①”的主要成分是__________,雙氧水作用為___________。
②如果加入雙氧水量不足或“保溫時(shí)間較短”,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響是_______________________,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明產(chǎn)品中是否含“雜質(zhì)”:____________。(不考慮硫酸鎳影響)
(3) “操作 b”中調(diào)節(jié)溶液 pH 范圍是_________,“操作 c”之前,“調(diào)節(jié) pH 為 2~3”的目的是_______。
(4) “操作 c”具體是指___________________、過濾、洗滌、干燥。
(5)取 4.000 g 硫酸鎳晶體產(chǎn)品(NiSO4·7H2O)于錐形瓶中,加入足量的去離子水溶解,用0.2000 mol·L-1 的標(biāo)準(zhǔn)溶液EDTA(Na2H2Y)滴定至終點(diǎn)(發(fā)生Ni2++ H2Y2- = NiY2-+ 2H+ ),三次實(shí)驗(yàn)消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積分別為 69.10 mL、68.90 mL、59.00 mL,則產(chǎn)品純度為_________%。(計(jì)算結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后 2 位,不考慮雜質(zhì)反應(yīng))。
【答案】2A1 + 2OH- + 2H2O=2A1O2- + 3H2↑、Al2O3 +2OH- =2A1O2- + H2O 難溶性雜質(zhì) 將Fe2+氧化為Fe3+,且不引入新雜質(zhì) 產(chǎn)品中混有綠礬(FeSO4·7H2O ) 取少量樣品加入蒸餾水溶解,滴加鐵氰化鉀溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,則產(chǎn)品中含有Fe2+ 3.2≤pH<7.1 抑制Ni2+水解 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 96.95
【解析】
鎳催化劑廢渣(主要成分是鎳單質(zhì),含少量鐵、鋁單質(zhì)及其氧化物,以及少量難溶性雜質(zhì))堿浸,鋁單質(zhì)及其氧化物溶解生成偏鋁酸鈉,過濾后所得溶液①的成分為NaAlO2;濾渣中含有鎳單質(zhì)、鐵及其氧化物、難溶性雜質(zhì);酸浸后鎳、鐵及其氧化物溶解生成硫酸鎳、硫酸鐵及硫酸亞鐵;過濾后所得固體①為難溶性雜質(zhì),濾液中加入H2O2將Fe2+完全氧化為Fe3+,然后調(diào)節(jié)pH將Fe3+生成Fe(OH)3,但不能讓Ni2+生成沉淀,過濾所得固體②的成分為Fe(OH)3;然后再調(diào)節(jié)pH,也就是增大溶液的酸性,防止Ni2+水解生成Ni(OH)2沉淀,再蒸發(fā)結(jié)晶便可獲得NiSO4·7H2O晶體。
(1)鋁單質(zhì)及其氧化物溶解生成偏鋁酸鈉,“堿浸”操作發(fā)生的離子方程式為2A1 + 2OH- + 2H2O=2A1O2- + 3H2↑、Al2O3 +2OH- =2A1O2- + H2O;答案為:2A1 + 2OH- + 2H2O=2A1O2- + 3H2↑、Al2O3 +2OH- =2A1O2- + H2O;
(2)①由以上分析知,“固體①”的主要成分是難溶性雜質(zhì);濾液中加入H2O2是為了將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,所以雙氧水的作用為:將Fe2+氧化為Fe3+,且不引入新雜質(zhì);答案為:難溶性雜質(zhì);將Fe2+氧化為Fe3+,且不引入新雜質(zhì);
②如果加入雙氧水量不足或“保溫時(shí)間較短”,則Fe2+有一部分未被氧化為Fe3+,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響是產(chǎn)品中混有綠礬(FeSO4·7H2O),證明產(chǎn)品中是否含“雜質(zhì)”,即檢驗(yàn)Fe2+的存在,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為:取少量樣品加入蒸餾水溶解,滴加鐵氰化鉀溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,則產(chǎn)品中含有Fe2+;答案為:產(chǎn)品中混有綠礬(FeSO4·7H2O);取少量樣品加入蒸餾水溶解,滴加鐵氰化鉀溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,則產(chǎn)品中含有Fe2+;
(3) “操作 b”中調(diào)節(jié)溶液 pH,應(yīng)讓Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,但不能讓Ni2+生成沉淀,其范圍是3.2≤pH<7.1;由以上分析知,“操作 c”之前,“調(diào)節(jié) pH 為 2~3”的目的是抑制Ni2+水解。答案為:3.2≤pH<7.1;抑制Ni2+水解;
(4)從溶液中提取溶質(zhì),應(yīng)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶,所以 “操作 c”具體是指蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥;答案為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶;
(5)三次實(shí)驗(yàn)消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積分別為69.10mL、68.90mL、59.00mL,其中59.00mL偏差太大,應(yīng)舍去,然后計(jì)算69.10mL、68.90 mL的平均值為69.00 mL。
從反應(yīng)方程式看,Ni2+—H2Y2-—NiSO4·7H2O,從而得出產(chǎn)品純度為=96.95%;答案為:96.95。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是(。
A.100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17%的H2O2水溶液中含氧原子數(shù)目為NA
B.0.1molH2(g)與0.1molI2(g)于密閉容器中充分反應(yīng)生成HI(g)后,其分子總數(shù)小于0.2NA
C.8.0gCH4與足量Cl2在光照下反應(yīng)生成的HCl分子數(shù)最多為2NA
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將54g鋁片投入足量冷的濃硝酸中生成134.4LNO2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對(duì)于反應(yīng)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(1)MnO2在反應(yīng)中____電子(填“得到”或“失去”),所含元素化合價(jià)______(填“升高”或“降低”),發(fā)生_____反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。
(2)HCl在反應(yīng)中_____電子(填“得到”或“失去”),所含元素化合價(jià)_____(填“升高”或“降低”),發(fā)生____反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。
(3)該反應(yīng)中氧化劑是___;還原劑是____;氧化產(chǎn)物是___ ;還原產(chǎn)物是____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述相符合的是
A. 圖甲表示某可逆反應(yīng)中物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化,反應(yīng)在t時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)
B. 圖乙表示NO2在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)N2O4(g),NO2體積分?jǐn)?shù)與溫度的變化曲線,則該反應(yīng)的正反應(yīng)△H<O
C. 圖丙表示某溫度時(shí),BaSO4在水中的溶解平衡曲線,蒸發(fā)水可使溶液由b點(diǎn)變到a點(diǎn)
D. 圖丁表示分別稀釋l0mLpH均為12的NaOH和NH3·H2O溶液時(shí)pH的變化,曲線I表示NH3 H2O溶液,n>100
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【題目】某化學(xué)課外活動(dòng)小組擬用鉛蓄電池為直流電源,進(jìn)行電絮凝凈水的實(shí)驗(yàn)探究,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,下列敘述正確的是( )
A.X電極質(zhì)量減輕,Y電極質(zhì)量增加
B.電解池陽極上被氧化的還原劑有Al和H2O
C.電解池的總反應(yīng)為2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑
D.每消耗103.5gPb,理論上電解池陰極上有1molH2生成
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【題目】將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤(rùn)后,置于如圖所示裝置中,進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是
A. 鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe3eFe3+
B. 鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能
C. 活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕
D. 以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕
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【題目】在化合物YX2和ZX2中,已知X、Y、Z都是前三周期的元素,X與Y同周期,Y與Z同主族,Y原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍;X原子最外層上有6個(gè)電子。根據(jù)以上條件,回答問題:
(1)Y的原子結(jié)構(gòu)示意圖為___。
(2)YX2的結(jié)構(gòu)式是___,分子內(nèi)的共價(jià)鍵是___(填“極性鍵”或“非極性鍵”)。
(3)ZX2的化學(xué)式為___。
(4)用電子式表示YX2的形成過程___。
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【題目】磷化硼是一種典型的超硬無機(jī)材料,常以BCl3、PH3為原料制備;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)P原子與B原子中未成對(duì)電子數(shù)之比為___。
(2)與BC13分子互為等電子體的一種離子為___(填化學(xué)式)。
(3)PH3分子的立體結(jié)構(gòu)為___;PH3的沸點(diǎn)___(填“高于”或“低于”)NH3,理由是___。
(4)BCl3、PCl3和PF3三種分子中鍵角由大到小的順序?yàn)?/span>___。
(5)BCl3可轉(zhuǎn)化為硼酸,硼酸為一元強(qiáng)酸的原因是___(用離子方程式表示)。
(6)磷化硼晶胞的示意圖如圖甲所示,其中實(shí)心球表示P原子,空心球表示B原子,晶胞中P原子空間堆積方式為___。已知磷化硼晶體的密度為ρg·cm-3,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶胞中B原子與P原子間最短距離為___pm。若磷化硼晶胞沿著體對(duì)角線方向的投影如圖乙所示(虛線圓圈表示P原子的投影),請(qǐng)?jiān)趫D乙中用實(shí)線圓圈畫出B原子的投影位置___(注意原子體積的相對(duì)大。。
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【題目】下列說法正確的是( )
A. Na+、Fe2+、Cl–、NO3–等離子能在甲基橙試液顯紅色的溶液中共存
B. 電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁,用鐵作陽極
C. NaHS水解的離子方程式為:HS–+H2O S2–+H3O+
D. NaHCO3的電離方程式為:NaHCO3=Na++HCO3–,HCO3– H++CO32–
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