【題目】以紅土鎳礦(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)為原料，獲取凈水劑黃鈉鐵礬[NaFe(SO4)2(OH)6]和納米鎳粉的部分工藝流程如下：

（1）“酸浸”過程，為提高鐵和鎳元素的浸出率，可采取的措施有___________(寫出兩種)。

（2）“過濾Ⅰ”濾渣的主要成分是______。

（3）“氧化”過程欲使0.3molFe2+轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>Fe3+，則需氧化劑NaClO至少為________ mol。

（4）“沉鐵”過程中加入碳酸鈉調(diào)節(jié)浴液的pH至2，生成黃鈉鐵礬沉淀，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______。若碳酸鈉過多會(huì)導(dǎo)致生成的沉淀由黃鈉鐵礬轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>_____(填化學(xué)式)。

（5）向“過濾Ⅱ”所得濾液(富含Ni2+)中加入N2H4·H2O，在不同濃度的氫氧化鈉溶液中反應(yīng)，含鎳產(chǎn)物的XRD圖譜如下圖所示(XRD圖譜可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在，不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同)。欲制得高純納米鎳粉最適宜的NaOH的物質(zhì)的量濃度為_____。寫出該條件下制備納米鎳粉同時(shí)生成N2的離子方程式_____。

（6）高鐵酸鹽也是一種優(yōu)良的含鐵凈水劑，J．C．Poggendor早在1841年利用純鐵作電極插入濃的NaOH溶液電解制得Na2FeO4，陽極生成FeO42－的電極反應(yīng)式為______；Deininger等對其進(jìn)行改進(jìn)，在陰、陽電極間設(shè)置陽離子交換膜，有效提高了產(chǎn)率，陽離子交換膜的作用是_______。

【答案】提高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增大硫酸濃度、將原料粉碎、攪拌等（任答兩條） SiO2 0.15 2Fe2(SO4)3+6Na2CO3+6H2O=2NaFe(SO4)2(OH)6+5Na2SO4+6CO2↑ Fe(OH)3 0.015mol/L N2H4·H2O+2Ni2++4OH-=2Ni+N2↑+5H2O(或N2H4+2Ni2++4OH-=2Ni+N2↑+4H2O) Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O 避免FeO42-在陰極上被還原

【解析】

（1）依據(jù)提高原料利用率與化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素作答；

（2）紅土鎳礦中只有二氧化硅不溶于硫酸；

（3）依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律與得失電子數(shù)守恒計(jì)算；

（4）加入碳酸鈉“沉鐵”生成NaFe(SO4)2(OH)6，依據(jù)元素守恒定律書寫化學(xué)方程式；碳酸鈉過多會(huì)使溶液顯堿性，據(jù)此分析；

（5）根據(jù)圖示信息，找出Ni晶體的衍射峰強(qiáng)度較強(qiáng)對應(yīng)的氫氧化鈉的濃度；依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律分析作答；

（6）根據(jù)電解原理以及實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>Fe作陽極，電解質(zhì)為NaOH，陽極Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成FeO42-；陽離子交換膜可防止FeO42-在陰極被還原，提高了產(chǎn)率。

（1）可通過提高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增大硫酸濃度、將原料粉碎、攪拌等提高鐵和鎳元素的浸出率，

故答案為：提高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增大硫酸濃度、將原料粉碎、攪拌等（任答兩條）；

（2）Fe2O3、FeO、NiO、SiO2經(jīng)過“酸浸”后，溶液存在Fe3+、Fe2+和Ni2+,只有SiO2不溶于硫酸，作為濾渣被過濾出來，

故答案為：SiO2；

（3）NaClO做氧化劑會(huì)將Fe2+氧化為Fe3+，Cl元素由+1價(jià)降低到-1價(jià)，則易知2Fe2+NaClO，則0.3molFe2+轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>Fe3+，則需氧化劑NaClO至少為0.15 mol，

故答案為：0.15；

（4）NaClO氧化后，溶液中溶質(zhì)為Fe2(SO4)3，繼續(xù)在“沉鐵”過程中加入碳酸鈉調(diào)節(jié)浴液的pH至2，生成黃鈉鐵礬沉淀，則化學(xué)方程式為：2Fe2(SO4)3+6Na2CO3+6H2O=2NaFe(SO4)2(OH)6+5Na2SO4+6CO2↑，碳酸鈉過多，溶液酸性減弱，使pH增大，極易生成Fe(OH)3沉淀，

故答案為：2Fe2(SO4)3+6Na2CO3+6H2O=2NaFe(SO4)2(OH)6+5Na2SO4+6CO2↑；Fe(OH)3；

（5）根據(jù)圖示數(shù)據(jù)可以看出，氫氧化鈉濃度為0.015mol/L時(shí)，僅出現(xiàn)Ni衍射峰，因此制得高純納米鎳粉最適宜的NaOH的物質(zhì)的量濃度為0.015mol/L，則堿性條件下制備納米鎳粉同時(shí)生成N2的離子方程式為：N2H4·H2O+2Ni2++4OH-=2Ni+N2↑+5H2O(或N2H4+2Ni2++4OH-=2Ni+N2↑+4H2O)，

故答案為：0.015；N2H4·H2O+2Ni2++4OH-=2Ni+N2↑+5H2O(或N2H4+2Ni2++4OH-=2Ni+N2↑+4H2O)；

（6）根據(jù)電解原理以及實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>Fe作陽極，電解質(zhì)為NaOH，因此陽極反應(yīng)式為Fe－6e－＋8OH－=FeO42－＋4H2O；陽離子交換膜只允許陽離子通過，FeO42－具有強(qiáng)氧化性，因此陽離子交換膜的作用是避免FeO42－在陰極上被還原；

故答案為：Fe－6e－＋8OH－=FeO42－＋4H2O；避免FeO42-在陰極上被還原。

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：

【題目】“搖頭丸”是毒品中的一種，其中含有國家監(jiān)管的藥品——氯胺酮，它有致幻作用，在一定條件下發(fā)生一系列轉(zhuǎn)化：

(1)氯胺酮中含氧官能團(tuán)名稱為__________，上述轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生加成反應(yīng)的是_____(填序號)

(2)反應(yīng)③的條件__________，C的結(jié)構(gòu)有兩種，其中一種結(jié)構(gòu)只含有一個(gè)手性碳原子(連接四個(gè)不同原子或原子團(tuán)的碳原子叫手性碳原子)，其結(jié)構(gòu)簡式為__________

(3)步驟④的化學(xué)反應(yīng)方程式_____________________________________________

(4)有一種去甲基氯胺酮D，能發(fā)生如下反應(yīng)：(已知：琥珀醛酸的分子式為C4H6O3)

①由E→F的轉(zhuǎn)化過程中，氰基硼氫化鈉所體現(xiàn)的性質(zhì)為_____________________

②H的分子式為_______________________

③M的分子式為C10H10O3 ，符合下列條件的同分異構(gòu)體有___________種

i與琥珀醛酸具有相同官能團(tuán) ii含苯環(huán)且苯環(huán)上有兩個(gè)取代基

④N是與琥珀醛酸具有相同官能團(tuán)一種同分異構(gòu)體，以N為主要原料合成___________

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】回答下列問題。

(1)已知元素的電負(fù)性和元素的化合價(jià)一樣，也是元素的一種基本性質(zhì)，下面給出14種元素的電負(fù)性。

①判斷下列化合物中屬于離子化合物的是________(填字母)；

A.Mg3N2 B.BeCl2 C.AlCl3 D.SiC

②已知PCl3、NCl3均能發(fā)生水解反應(yīng)，PCl3水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________；NCl3水解產(chǎn)物為____________________。

(2)觀察Li、Be、Mg、Al在元素周期表中的位置回答：

①鈹?shù)淖罡邇r(jià)氧化物的水化物是________(填“酸性”、“堿性”或“兩性”)化合物，證明這一結(jié)論的有關(guān)離子方程式是_____________________________________________________；

②根據(jù)Mg在空氣中的燃燒情況，Li在空氣中燃燒生成產(chǎn)物為__________(用化學(xué)式表示)。

(3)現(xiàn)有核電荷數(shù)小于20的元素A，其電離能數(shù)據(jù)如下：(I1表示原子失去第1個(gè)電子的電離能；In表示原子失去第n個(gè)電子的電離能，單位：1×102kJ·mol－1)

①外層電子離核越遠(yuǎn)，能量越高，電離能越__________(填“大”或“小”)；陽離子電荷數(shù)越高，失去電子時(shí)，電離能越________(填“大”或“小”)；

②上述11個(gè)電子分屬________個(gè)電子層；

③失去了11個(gè)電子后，該元素還有________個(gè)電子；

④該元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式是______________________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】釩鋼具有高強(qiáng)度、彈性優(yōu)良、抗磨損、抗沖擊等性能，可用于汽車和飛機(jī)制造。一種從石煤（含SiO2、V2O3、V2O5和少量Fe2O3）中提取V2O5的流程如下圖所示：

已知：

VO2＋

VO2+

Fe2＋

Fe3＋

P2O4＋TBP＋煤油中的溶解度

很大

較小

0

很大

請回答下列問題：

（1）“酸浸”時(shí)，為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度、減小石煤礦粉粒徑外，還可采取的措施有__________（任寫一條）；生成VO2＋反應(yīng)的離子方程式為_______。

（2）從整個(gè)流程來看，“還原”的目的為_______。

（3）實(shí)驗(yàn)室模擬“萃取”時(shí)，需用到的玻璃儀器有____________。

（4）“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________。

（5）上述流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有_________。

（6）全釩液流儲能電池的工作原理為VO2＋＋V3＋＋H2OVO2+＋V2＋＋2H＋。

①充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為______；

②兩極區(qū)被質(zhì)子交換膜隔開，放電時(shí)，若外電路轉(zhuǎn)移2mole－，則正極區(qū)溶液中n（H＋）________（填“增加”或“減少”）________mol。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】用黃銅礦(主要成分是CuFeS2)生產(chǎn)粗銅的反應(yīng)原理如下：

(1)已知在反應(yīng)①、②中均生成相同的氣體分子，該氣體具有漂白性。請分別寫出反應(yīng)①、②的化學(xué)方程式是___________________、__________________。

(2)基態(tài)銅原子的核外電子排布式為________，硫、氧元素相比，第一電離能較大的是________。

(3)反應(yīng)①和②生成的氣體分子的中心原子的雜化類型是________，分子的空間構(gòu)型是________。

(4)某學(xué)生用硫酸銅溶液與氨水做了一組實(shí)驗(yàn)，CuSO4溶液中加氨水生成藍(lán)色沉淀，再加氨水沉淀溶解，得到深藍(lán)色透明溶液，最后向該溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體，請解釋加入乙醇后析出晶體的原因_______________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】乙烯是石油裂解氣的主要成分，它的產(chǎn)量通常用來衡量一個(gè)國家的石油化工水平。請回答下列問題。

（1）乙烯的電子式____________，結(jié)構(gòu)簡式____________。

（2）鑒別甲烷和乙烯的試劑是______(填序號)。

a．稀硫酸 b．溴的四氯化碳溶液 c．水 d．酸性高錳酸鉀溶液

（3）下列物質(zhì)中，可以通過乙烯加成反應(yīng)得到的是______(填序號)。

a．CH3CH3 b．CH3CHCl2 c．CH3CH2OH d．CH3CH2Br

（4）已知 2CH3CHO＋O22CH3COOH。若以乙烯為主要原料合成乙酸，其合成路線如下圖所示：

反應(yīng)②的化學(xué)方程式為_________。 工業(yè)上以乙烯為原料可以生產(chǎn)一種重要的合成有機(jī)高分子化合物，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________，反應(yīng)類型是__________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】C、S和Cl元素的單質(zhì)及化合物在工業(yè)生產(chǎn)中的有效利用備受關(guān)注。請回答下列問題：

（1）已知：I.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(1) ===2H2SO4(aq) △H1；

Ⅱ.Cl2(g)+H2O(1)HCl(aq)+HClO(aq) △H2；

Ⅲ.2HClO(aq) ===2HCl(aq)+O2(g) △H3

SO2(g)+Cl2(g)+2H2 O(1)=2HCl(aq)+H2SO4 (aq) △H4=____________________(用含有△H1、△H2和△H3的代數(shù)式表示)。

（2）25℃時(shí)，H2SO3溶液中各含硫微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(δ)與溶液pH的變化關(guān)系如圖甲所示。

已知25℃時(shí)，NaHSO3的水溶液pH＜7，用圖中的數(shù)據(jù)通過計(jì)算解釋原因 ____________________。

（3）NaClO2是一種綠色消毒劑和漂白劑，工業(yè)上采用電解法制備 NaClO2的原理如圖乙所示。

①交換膜應(yīng)選用____________________(填“陽離子交換膜”或“陰離子交換膜”)

②陽極的電極反應(yīng)式為________________________________________。

（4）一定溫度下，向2L恒容密閉容器中通入2molCO和1molSO2，發(fā)生反應(yīng)2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g) ΔH=-270kJ/mol，若反應(yīng)進(jìn)行到20min時(shí)達(dá)平衡，測得CO2的體積分?jǐn)?shù)為0.5，則前20min的反應(yīng)速率v(CO)= _________，該溫度下反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K=____________（L·mol-1）

（5）在不同條件下，向2L恒容密閉容器中通入2molCO和1molSO2，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖（I）所示：

①圖（I）中三組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)，v(CO)最大的為___________（填序號）

②與實(shí)驗(yàn)a相比，c組改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是_________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項(xiàng)重大突破，其反應(yīng)原理為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH=－92.4 kJ·mol－1

（1）已知：2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　ΔH=－483.6 kJ·mol－1。則4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH=______kJ·mol－1。

（2）如圖所示，合成氨反應(yīng)中未使用催化劑時(shí)，逆反應(yīng)的活化能Ea(逆)＝__kJ·mol－1；使用催化劑之后，正反應(yīng)的活化能為___kJ·mol－1(已知：加入催化劑后，反應(yīng)分兩步進(jìn)行，反應(yīng)的活化能是兩個(gè)過程中需要吸收能量較大的反應(yīng)的活化能)。

（3）從平衡視角考慮，工業(yè)合成氨應(yīng)該選擇常溫條件，但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)卻選擇500 ℃左右的高溫，試解釋其原因： ____________________________。

（4）如圖表示500 ℃、60 MPa條件下，原料氣投料比與平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中a點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算N2的平衡體積分?jǐn)?shù)為__。

（5）合成氨需要選擇合適的催化劑，分別選用A、B、C三種催化劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所得結(jié)果如圖所示(其他條件相同)，則實(shí)際生產(chǎn)中適宜選擇的催化劑是__(填“A”“B”或“C”)，理由是________。

（6）如圖是當(dāng)反應(yīng)器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料后，在200 ℃、400 ℃、600 ℃反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合物中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨總壓強(qiáng)的變化曲線。

①曲線a、b對應(yīng)溫度較高的是___(填“a”或“b”)。

②列出b點(diǎn)平衡常數(shù)的計(jì)算式Kp=____(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；不要求計(jì)算結(jié)果)。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列關(guān)于有機(jī)物（ ）的說法錯(cuò)誤的是

A.該分子中的5個(gè)碳原子可能共面

B.與該有機(jī)物含相同官能團(tuán)的同分異構(gòu)體只有3種

C.通過加成反應(yīng)可分別制得烷烴、鹵代烴

D.鑒別該有機(jī)物與戊烷可用酸性高錳酸鉀溶液

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