11.堿式氧化鎳(NiOOH)可用作鎳氫電池的正極材料.以含鎳(Ni2+)廢液為原料生產(chǎn)NiOOH的一種工藝流程如圖1:

(1)加入Na2CO3溶液時(shí),證明Ni2+已經(jīng)完全沉淀的實(shí)驗(yàn)方法是靜置,在上層清液中繼續(xù)滴加1~2滴Na2CO3溶液,無沉淀生成.過濾時(shí)需用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒.
(2)寫出碳酸鎳與稀硫酸反應(yīng)的離子方理式NiCO3+2H+=Ni2++H2O+CO2↑.
(3)硫酸鎳溶液可用于制備合成氨的催化劑ConNi(1-n)Fe2O4.在其他條件相同時(shí)合成氨的相對初始速率隨催化劑中n值變化的曲線如圖,由圖分析可知Co2+、Ni2+兩種離子中催化效果更好的是Co2+
(4)寫出在空氣中加熱Ni(OH)2制取NiOOH的化學(xué)方程式:4Ni(OH)2+O2$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$4NiOOH+2H2O.
(5)若加熱不充分,則制得的NiOOH中會(huì)混有Ni(OH)2,其組成可表示為xNiOOH•y Ni(OH)2.現(xiàn)稱取9.21g樣品溶于稀硫酸中,冷卻后轉(zhuǎn)入容量瓶并配制成500mL溶液.取出25.00mL,用0.0100mol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,用去KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00mL,則x:y=9:1.[已知反應(yīng)(未配平):Ni2++MnO4-+H+→Ni3++Mn2++H2O].

分析 含鎳(Ni2+)廢液為原料生產(chǎn)NiOOH,在含Ni+的廢液中中加入碳酸鈉溶液,過濾得到NiCO3沉淀,沉淀中加入硫酸溶解生成NiSO4,加入試劑調(diào)節(jié)溶液的pH使鎳離子全部沉淀生成Ni(OH)2,在空氣中加熱Ni(OH)2制取NiOOH,
(1)確認(rèn)Ni2+已經(jīng)完全沉淀的實(shí)驗(yàn)方法是取上層清液,加入碳酸鈉溶液觀察是否有沉淀生成,判斷鎳離子是否全部沉淀,過濾用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、琉璃棒;
(2)碳酸鎳與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鎳、二氧化碳、水,根據(jù)電荷守恒和元素守恒可寫出反應(yīng)的離子方程式;
(3)合成氨的相對初始速率隨催化劑中n值增大而增大,而n增大,Co2+的比例增大;
(4)空氣中加熱Ni(OH)2和空氣中氧氣反應(yīng)生成NiOOH和水;
(5)消耗KMnO4物質(zhì)的量:0.01 mol•L-1×0.01L=1×10-4mol,根據(jù)電子得失守恒可知Ni(OH)2的物質(zhì)的量為5×10-4mol,可計(jì)算得混合物中Ni(OH)2的質(zhì)量,再計(jì)算出NiOOH的質(zhì)量,確定NiOOH的物質(zhì)的量,依據(jù)xNiOOH•yNi(OH)2計(jì)算x和y的比值.

解答 解:含鎳(Ni2+)廢液為原料生產(chǎn)NiOOH,在含Ni+的廢液中中加入碳酸鈉溶液,過濾得到NiCO3沉淀,沉淀中加入硫酸溶解生成NiSO4,加入試劑調(diào)節(jié)溶液的pH使鎳離子全部沉淀生成Ni(OH)2,在空氣中加熱Ni(OH)2制取NiOOH,
(1)確認(rèn)Ni2+已經(jīng)完全沉淀的實(shí)驗(yàn)方法是取上層清液,加入碳酸鈉溶液觀察是否有沉淀生成,判斷鎳離子是否全部沉淀,具體操作步驟為:靜置,在上層清液中繼續(xù)滴加1~2滴Na2CO3溶液,無沉淀生成,過濾用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒;
故答案為:靜置,在上層清液中繼續(xù)滴加1~2滴Na2CO3溶液,無沉淀生成;漏斗、玻璃棒;
(2)碳酸鎳與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鎳、二氧化碳、水,反應(yīng)的離子方程式為NiCO3+2H+=Ni2++H2O+CO2↑,
故答案為:NiCO3+2H+=Ni2++H2O+CO2↑;
(3)由圖可知,隨n值越大,合成氨的相對初始速率越大,而n增大,Co2+的比例增大,故Co2+的催化活性更高,
故答案為:Co2+;
(4)空氣中加熱Ni(OH)2和空氣中氧氣反應(yīng)生成NiOOH和水,原子守恒配平書寫化學(xué)方程式為:4Ni(OH)2+O2$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$4NiOOH+2H2O,
故答案為:4Ni(OH)2+O2$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$4NiOOH+2H2O;
(5)消耗KMnO4物質(zhì)的量:0.01 mol•L-1×0.01L=1×10-4 mol,根據(jù)電子得失守恒可知Ni(OH)2的物質(zhì)的量為5×10-4mol,則樣品中總Ni(OH)2的物質(zhì)的量為5×10-4 mol×$\frac{500}{25}$=0.01mol,
n(NiOOH)=$\frac{9.21g-0.01mol×92.7g/mol}{91.7g/mol}$=0.09 mol
x:y=n(NiOOH):n[Ni(OH)2]=0.09 mol:0.01 mol=9:1,
故答案為:9:1.

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)分離方法和實(shí)驗(yàn)過程分析判斷,溶度積常數(shù)和離子積常數(shù)的計(jì)算應(yīng)用,注意流程的理解應(yīng)用,掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和物質(zhì)性質(zhì)是關(guān)鍵,題目難度中等.

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:解答題

1.研究和開發(fā)CO2 和CO的創(chuàng)新利用是環(huán)境保護(hù)和資源利用的雙贏的課題.
ⅠCO可用于合成甲醇.在壓強(qiáng)為0.1Mpa條件下,在體積為bL的密閉容器中充入amolCO和2amolH2,在催化劑作用下合成甲醇;
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率與溫度,壓強(qiáng)的關(guān)系如圖:
(1)100℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù):K=$\frac{^{2}}{{a}^{2}}$;(用a、b的代數(shù)式表示).若一個(gè)可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K值很  大,對此反應(yīng)的說法正確的是:C(填序號(hào))
A.該反應(yīng)使用催化劑意義不大;
B.該反應(yīng)發(fā)生將在很短時(shí)間內(nèi)完成;
C.該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)至少有一種反應(yīng)物百分含量很;
D.反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定高:
(2)在溫度和容積不變的情況下,再向平衡體系中充入amolCO,2amolH2,達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率增大(填“增大”,“不變”或“減小”,下同)平衡常數(shù):不變.
(3)在某溫度下,向一容積不變的密閉容器中充入2.5molCO,7.5molH2,反應(yīng)生成CH3OH(g),達(dá)到平衡時(shí),CO轉(zhuǎn)化率為90%,此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為開始時(shí)的壓強(qiáng)0.55倍.
Ⅱ某溫度條件下,若將CO2(g)和H2(g)以體積比1:4混合,在適當(dāng)壓強(qiáng)和催化劑作用下可制得甲烷,己知:
$\left.\begin{array}{l}$CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)△H=-890.3KJ/mol   H2(g)+1/2O2(g)=H2O(1)△H=-285.8KJ/mol則CO2(g)和H2(g)反應(yīng)生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ•mol-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

2.工業(yè)上可用KClO3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為2:1.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.青蒿酸的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示.下列有關(guān)說法正確的是(  )
A.青蒿酸的分子式為C15H20O2
B.1mol青蒿酸最多可與3molH2加成
C.青蒿酸與 互為同分異構(gòu)體
D.苯環(huán)上連有-CHO和-OH、分子中有6種不同化學(xué)環(huán)境氫的青蒿酸的同分異構(gòu)體只有2種

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.臭氧層是地球生命的保護(hù)神,臭氧比氧氣具有更強(qiáng)的氧化性.實(shí)驗(yàn)室可將氧氣通過高壓放電管來制取臭氧:
3O2$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$2O3
(1)若在上述反應(yīng)中有30%的氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧,所得混合氣的平均摩爾質(zhì)量為35.6 g/mol(保留一位小數(shù)).
(2)將8L氧氣通過放電管后,恢復(fù)到原狀況,得到氣體6.5L,其中臭氧為3 L.
(3)實(shí)驗(yàn)室將氧氣和臭氧的混合氣體0.896L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)通入盛有20.0g銅粉的反應(yīng)器中,充分加熱后,粉末的質(zhì)量變?yōu)?1.6g.則原混合氣中臭氧的體積分?jǐn)?shù)為0.5.
(4)在9.5g某二價(jià)金屬的氯化物中含有0.2mol Cl-,此氯化物的摩爾質(zhì)量為95g/mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.物質(zhì) R2CO3 的飽和溶液 V mL,密度為 ρ g•cm-3,c(R+)=P mol•L-1,溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 a%,溶質(zhì)的式量為 M.則下列表達(dá)式正確的是( 。
A.a=$\frac{PM}{2000ρ}$B.P=$\frac{200ρa(bǔ)}{M}$C.P$\frac{1000ρ×a%}{M}$×2D.V×ρ×a%=$\frac{PMV}{1000}$

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

3.實(shí)驗(yàn)室制乙烯通常采用95%的乙醇與濃硫酸(體積比為1:3)混合加熱到170℃方法制得,其制備原理可表示如下:
CH3CH2OH+H2SO4(濃)?100℃CH3CH2OSO2OH+H2O 、
CH3CH2OSO2OH(濃)?0-15℃170℃CH2=CH2+H2SO4 、
(1)濃硫酸在乙烯生成中作用為催化作用,反應(yīng)①屬于取代(酯化)反應(yīng),反應(yīng)②屬于消去反應(yīng).
(2)此法在實(shí)際操作中由于濃H2SO4的用量大、比熱容高,加熱至170℃所需時(shí)間長,有人將乙醇和濃H2SO4的混合液加熱到80℃時(shí),一次性投入一些小碎塊的生石灰,大大縮短了反應(yīng)所需時(shí)間,提高了乙烯的產(chǎn)率,試用速率和平衡理論解釋之CaO與水反應(yīng)放熱體系溫度升高,加快反應(yīng)速率,CaO與H2O反應(yīng)使H2O量減小促使可逆反應(yīng)(1)向右移動(dòng),CaO與濃H2SO4也反應(yīng)但反應(yīng)很快,生石灰與水反應(yīng)占主導(dǎo)地位
(3)反應(yīng)過程中乙醇常被炭化,使溶液有黑色物質(zhì)出現(xiàn),隨著反應(yīng)進(jìn)行炭化現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,同時(shí)還可使制得的乙烯氣體中含有CO2、SO2等氣體,為了減少反應(yīng)過程中炭化現(xiàn)象又不影響乙烯的生成,下列措施合理的是B、C、E.
A.調(diào)整乙醇和濃硫酸的體積比為1:4
B.調(diào)整乙醇和濃硫酸的體積比為1:2
C.用大理石代替碎瓷片
D.降低反應(yīng)體系溫度至140℃
E.用其他脫水劑(如P2O5)代替濃硫酸
(4)如圖為有人設(shè)計(jì)確認(rèn)混合氣體中含有乙烯和二氧化硫的實(shí)驗(yàn)裝置圖.(下列試劑可供選擇:品紅溶液、氫氧化鈉溶液、溴水、酸性高錳酸鉀)

A①②③④中可盛放的試劑分別為①品紅;②NaOH溶液;③品紅溶液;④Br2或酸性KMnO4
B能說明二氧化硫氣體存在的現(xiàn)象是裝置①中品紅褪色.
C能確認(rèn)含有乙烯的現(xiàn)象是裝置③中品紅不褪色,裝置④中溶液褪色.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.下列事實(shí)中,不能用勒夏特列原理解釋的是(  )
A.氨水應(yīng)密閉保存,放置于低溫處
B.對2HI(g)?H2(g)+I2(g)平衡體系,增大平衡體系的壓強(qiáng)可使氣體顏色變深
C.生產(chǎn)硝酸的過程中使用過量空氣以提高氨氣的利用率
D.溴水中有下列平衡Br2+H2O?HBr+HBrO,當(dāng)加入AgNO3溶液后,溶液顏色變淺

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

20.實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)對一粗鹽樣品進(jìn)行初步提純.所用實(shí)驗(yàn)儀器或用品如下:

(1)指出下列標(biāo)號(hào)儀器的名稱
B.燒杯,C酒精燈,D蒸發(fā)皿,F(xiàn)玻璃棒,G漏斗,H托盤天平.
(2)提純的步驟是:溶解、過濾、蒸發(fā).
(3)“過濾”操作的要點(diǎn)可概括為“一貼、二低、三靠”,其中“二低”的含義是濾紙上沿低于漏斗邊緣、液面低于濾紙上沿.

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同步練習(xí)冊答案